JP5137400B2 - Peptides for diagnosing and treating amyloid-related diseases, antibodies thereto, and methods of use thereof - Google Patents

Peptides for diagnosing and treating amyloid-related diseases, antibodies thereto, and methods of use thereof Download PDF

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Description

本発明は、II型糖尿病およびアルツハイマー病などのアミロイド関連疾患を診断、予防、および処置するために使用することができるペプチドおよびそれに対する抗体に関する。   The present invention relates to peptides and antibodies thereto that can be used to diagnose, prevent, and treat amyloid-related diseases such as type II diabetes and Alzheimer's disease.

アミロイド物質沈着(これはまたアミロイド斑形成とも呼ばれる)は、アルツハイマー病、プリオンに関連した脳障害、II型糖尿病、家族性アミロイドーシスおよび軽鎖アミロイドーシスを含む、関連性のない様々な病理学的状態の中心的な特徴である。   Amyloid deposition (also called amyloid plaque formation) is associated with a variety of unrelated pathological conditions, including Alzheimer's disease, prion-related brain damage, type II diabetes, familial amyloidosis and light chain amyloidosis. It is a central feature.

アミロイド物質は、直径が約80Å〜100Åである一定しない長さの堅い非分岐タンパク質性原繊維の密な網状構造から構成される。アミロイド原繊維は、その長軸が原繊維の長軸に直交する逆平行または平行のβ−プリーツシートに配置されたポリペプチド鎖のコア構造を含有する[Both他(1997)、Nature、385:787〜93;Glenner(1980)、N.Eng.J.Med.、302:1283〜92;Balbach他(2002)、Biophys J.83:1205〜16]。   The amyloid material is composed of a dense network of stiff unbranched proteinaceous fibrils of indefinite length with a diameter of about 80-100 cm. Amyloid fibrils contain a core structure of polypeptide chains arranged in an antiparallel or parallel β-pleated sheet whose major axis is orthogonal to the major axis of the fibrils [Both et al. (1997) Nature 385: 787-93; Glenner (1980), N.M. Eng. J. et al. Med. 302: 1283-92; Balbach et al. (2002), Biophys J. et al. 83: 1205-16].

約20個のアミロイド原繊維タンパク質がこれまでにインビボで同定され、特異的な疾患と相関づけられている。これらのタンパク質は互いにアミノ酸配列相同性をほとんど有していないが、アミロイド原繊維のコア構造は本質的には同じである。アミロイド原繊維のこの共通するコア構造、およびアミロイド沈着物における共通物質の存在は、アミロイド物質の特定の形態を特徴づけるデータが、アミロイド物質の他の形態にもまた関係することがあり、従って、II型糖尿病、アルツハイマー痴呆またはアルツハイマー病、およびプリオンに関連した脳障害などのアミロイド関連疾患に対する薬物を開発するための鋳型設計において具体化され得ることを示唆している。   About 20 amyloid fibril proteins have so far been identified in vivo and correlated with specific diseases. Although these proteins have little amino acid sequence homology to each other, the core structure of amyloid fibrils is essentially the same. This common core structure of amyloid fibrils, and the presence of common substances in amyloid deposits, data that characterize a particular form of amyloid substance may also be related to other forms of amyloid substance, thus It suggests that it can be embodied in template designs to develop drugs for amyloid-related diseases such as type II diabetes, Alzheimer's dementia or Alzheimer's disease, and prion-related brain disorders.

さらに、アミロイド沈着物は、インビボでは不活性ではないようであり、むしろ、代謝回転の動的状態にあり、そして、原繊維の形成が停止される場合、退行することさえもあり得る[Gillmore他(1997)、Br.J.Haematol.、99:245〜56]。   Furthermore, amyloid deposits do not appear to be inactive in vivo, but rather are in a dynamic state of turnover and may even regress if fibril formation is stopped [Gillmore et al. (1997), Br. J. et al. Haematol. 99: 245-56].

従って、アミロイドポリペプチドの産生を阻害するか、またはアミロイドーシスを阻害するために設計された治療は、アミロイド関連疾患を処置するために有用であり得る。   Accordingly, therapies designed to inhibit amyloid polypeptide production or to inhibit amyloidosis may be useful for treating amyloid-related diseases.

アミロイドポリペプチドの産生の阻害−アミロイドポリペプチドの産生の直接的な阻害が、例えば、ヒト小島アミロイドポリペプチドのメッセンジャーRNA(mRNA)に対するアンチセンスオリゴヌクレオチドなどのアンチセンスオリゴヌクレオチドの使用によって達成され得る。インビトロでは、小島アミロイドポリペプチドのmRNAに対するアンチセンスオリゴヌクレオチドの添加またはアンチセンス相補的DNAの発現は、細胞のインスリンのmRNA含有量およびタンパク質含有量を増大させており、これにより、この方法の潜在的な有効性が明らかにされている[Kulkarni他(1996)、J.Endocrinol.、151:341〜8;Novials他(1998)、Pancreas、17:182〜6]。しかしながら、そのようなアンチセンス分子のインビボ有効性を明らかにする実験結果は何ら明らかにされていない。   Inhibition of amyloid polypeptide production-Direct inhibition of amyloid polypeptide production can be achieved, for example, by the use of antisense oligonucleotides, such as antisense oligonucleotides to messenger RNA (mRNA) of human islet amyloid polypeptide. . In vitro, addition of antisense oligonucleotides to islet amyloid polypeptide mRNA or expression of antisense-complementary DNA increases cellular insulin mRNA and protein content, thereby increasing the potential of this method. Effectiveness has been demonstrated [Kulkarni et al. (1996), J. MoI. Endocrinol. 151: 341-8; Novals et al. (1998) Pancreas, 17: 182-6]. However, no experimental results have been clarified to demonstrate the in vivo efficacy of such antisense molecules.

アミロイド原繊維の形成の阻害−小島アミロイドを含むアミロイドは、血清アミロイドP成分、アポリポタンパク質Eおよびパールカンなどの潜在的な安定化物質または保護物質を含有する。発達中のアミロイド原繊維に対するそれらの結合を阻止することにより、アミロイド形成タンパク質の特定部分に対して特異的な抗体による処置[Solomon他(1997)、Proc.Natl.Acad.Sci.USA、94:4109〜12]が可能であるように、アミロイド形成を阻害することができる[Kahn他(1999)、Diabetes、48:241〜53]。   Inhibition of amyloid fibril formation—Amyloids, including islet amyloid, contain potential stabilizing or protective substances such as serum amyloid P component, apolipoprotein E and perlecan. Treatment with antibodies specific for specific portions of amyloidogenic proteins by blocking their binding to developing amyloid fibrils [Solomon et al. (1997) Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 94: 4109-12] can inhibit amyloid formation [Kahn et al. (1999), Diabetes, 48: 241-53].

下記には、アミロイド構造を脱安定化する能力を有する薬物を操作するための現在の試みがまとめられている。   The following summarizes current attempts to manipulate drugs that have the ability to destabilize amyloid structures.

脱安定化化合物−ヘパリン硫酸がすべてのアミロイドの成分として同定されており、ヘパリン硫酸はまた、炎症に関連するアミロイド誘導のごく初期段階においても関係している。Kisilevskyおよび共同研究者(Mature Med.、1:143〜148、1995)は、ヘパリン硫酸が炎症関連のアミロイド前駆体およびアルツハイマー病(AD)のβ−ペプチドと相互作用することを妨害する低分子量のアニオン性のスルホネート化合物またはスルフェート化合物の使用を記載した。ヘパリン硫酸は、アミロイドタンパク質の折りたたみパターンに特徴的な増大したβ−シート構造を受け入れるために可溶性アミロイド前駆体(SAA2)に特異的な影響を及ぼす。これらのアニオン性のスルホネート化合物またはスルフェート化合物は、電子顕微鏡写真によってモニターされたとき、ヘパリンにより加速されるAβ原繊維形成を阻害することが示され、また、事前に形成された原繊維をインビトロで分解することができた。さらに、これらの化合物は、急性モデルおよび慢性モデルにおいてインビボで、マウスの脾臓での炎症関連のアミロイドの進行を実質的に停止させた。しかしながら、最も強力な化合物[すなわち、ポリ(ビニルスルホネート)]は急性毒性を示した。類似する毒性が、免疫グロブリン軽鎖アミロイドーシス(AL)患者においてアミロイド再吸収を誘導することが認められている別の化合物IDOX(アントラサイクリン 4’−ヨード−4’−デオキシドキソルビシン)に関して観測されている[Merlini他(1995)、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 92:2959−63]。   The destabilizing compound-heparin sulfate has been identified as a component of all amyloids, and heparin sulfate is also implicated in the very early stages of amyloid induction associated with inflammation. Kisilevsky and co-workers (Mature Med., 1: 143-148, 1995) have reported that low molecular weights that prevent heparin sulfate from interacting with inflammation-related amyloid precursors and β-peptides of Alzheimer's disease (AD). The use of anionic sulfonate or sulfate compounds has been described. Heparin sulfate has a specific effect on the soluble amyloid precursor (SAA2) to accept the increased β-sheet structure characteristic of the amyloid protein folding pattern. These anionic sulfonate compounds or sulfate compounds have been shown to inhibit heparin-accelerated Aβ fibril formation as monitored by electron micrographs, and pre-formed fibrils in vitro. Could be decomposed. Furthermore, these compounds substantially halted inflammation-related amyloid progression in the spleen of mice in vivo in acute and chronic models. However, the most potent compound [ie poly (vinyl sulfonate)] showed acute toxicity. Similar toxicity has been observed for another compound IDOX (anthracycline 4′-iodo-4′-deoxyxorubicin) that has been observed to induce amyloid reabsorption in immunoglobulin light chain amyloidosis (AL) patients. [Merlini et al. (1995), Proc. Natl. Acad. Sci. USA 92: 2959-63].

脱安定化抗体−抗β−アミロイドモノクローナル抗体が、インビトロでβ−アミロイド斑を脱凝集し、β−アミロイド斑の形成を予防することにおいて効果的であることが示されている(米国特許第5688561号)。しかしながら、そのような抗体のインビボでの有効性を明らかにする実験結果は何ら明らかにされていない。   Destabilized antibody-anti-β-amyloid monoclonal antibody has been shown to be effective in disaggregating β-amyloid plaques and preventing the formation of β-amyloid plaques in vitro (US Pat. No. 5,688,561). issue). However, no experimental results have been clarified to demonstrate the effectiveness of such antibodies in vivo.

脱安定化ペプチド−β−プリーツシートを破壊する合成ペプチド(「β−シート破壊剤」)を加えることにより、原繊維が解離し、アミロイドーシスが妨げられたという発見[Soto他(1998)、Nat.Med.、4:822〜6]は、臨床的観点から特に有望である。簡単に記載すると、5残基のペプチドにより、アミロイドβ−タンパク質の原繊維形成が阻害され、事前に形成された原繊維がインビトロで分解され、そして、細胞培養において原繊維により誘導されるニューロンの死が妨げられた。さらに、このβ−シート破壊剤ペプチドは、アミロイドβ−タンパク質の沈着をインビボで著しく減少させ、そしてアミロイドーシスのラット脳モデルにおいてアミロイド原繊維の形成を完全に阻止した。   The discovery that the addition of a synthetic peptide that breaks the destabilized peptide-β-pleated sheet (“β-sheet breaker”) dissociated the fibrils and prevented amyloidosis [Soto et al. (1998) Nat. Med. 4: 822-6] is particularly promising from a clinical point of view. Briefly, a 5-residue peptide inhibits fibril formation of amyloid β-protein, degrades preformed fibrils in vitro, and is induced by fibrils in cell culture. Death was hindered. Furthermore, this β-sheet disruptor peptide significantly reduced amyloid β-protein deposition in vivo and completely blocked amyloid fibril formation in a rat brain model of amyloidosis.

小分子−アミロイドポリペプチドと結合し、これによりタンパク質の本来の折りたたみを安定化させる小分子の使用の可能性が、トランスチレチン(TTR)タンパク質の場合に試みられている[Peterson(1998)、Proc.Natl.Acad.Sci.USA、95:12965〜12960;Oza(1999)、Bioorg.Med.Chem.Lett.、9:1〜6]。これまでに、チロキシンおよびフルフェナム酸などの分子が、アミロイド形成をもたらす立体配座変化を妨げることができることが明らかにされている。しかしながら、動物モデルにおけるこれらの化合物の使用は、未だ立証されておらず、また、これらのリガンドと結合することができる、TTR以外のタンパク質が血液中に存在するために損なわれ得る。   The possibility of using small molecules that bind small molecule-amyloid polypeptides and thereby stabilize the original folding of the protein has been attempted in the case of transthyretin (TTR) proteins [Peterson (1998), Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 95: 12965-12960; Oza (1999), Bioorg. Med. Chem. Lett. 9: 1-6]. To date, it has been shown that molecules such as thyroxine and flufenamic acid can prevent conformational changes leading to amyloid formation. However, the use of these compounds in animal models has not yet been demonstrated and can be compromised due to the presence in the blood of proteins other than TTR that can bind to these ligands.

抗酸化剤−別の提案された治療は、酸化ストレスを回避し、アミロイドタンパク質をその還元状態(すなわち、モノマーおよびダイマー)で維持するために抗酸化剤を摂取することであった。亜硫酸塩の使用は、TTRのより安定なモノマーをインビトロおよびインビボの両方でもたらすことが示されていた[Altland(1999)、Neurogenetics、2:183〜188]。しかしながら、抗酸化作用の完全な特徴づけは依然として得られておらず、可能な治療法に関する結果の解釈は困難なままである。   Antioxidants—Another proposed treatment was to take antioxidants to avoid oxidative stress and maintain the amyloid protein in its reduced state (ie, monomers and dimers). The use of sulfite has been shown to yield more stable monomers of TTR both in vitro and in vivo [Altland (1999) Neurogenetics 2: 183-188]. However, a complete characterization of the antioxidant effect has not yet been obtained, and interpretation of the results regarding possible treatments remains difficult.

本発明を実施に移しているとき、本発明者らは、米国特許第6359112号(Kapurniotu)の教示に反して、アミロイド原繊維へのペプチド凝集が芳香族相互作用によって支配されることを明らかにしている。そのような知見は、アミロイド関連疾患を診断および処置するために使用することができるペプチドを効率的かつ正確に設計することを可能にする。   As the invention was put into practice, we found that contrary to the teaching of US Pat. No. 6,359,112 (Kapuriotu), peptide aggregation on amyloid fibrils is dominated by aromatic interactions. ing. Such knowledge allows efficient and accurate design of peptides that can be used to diagnose and treat amyloid-related diseases.

本発明の一つの局面によれば、アミノ酸配列X−YまたはY−Xを含むペプチドであって、Xが芳香族アミノ酸であり、Yがグリシン以外のアミノ酸であり、少なくとも2個で15個以下のアミノ酸の長さを有するペプチドが提供される。   According to one aspect of the present invention, a peptide comprising the amino acid sequence XY or YX, wherein X is an aromatic amino acid, Y is an amino acid other than glycine, and at least 2 and 15 or less Peptides having the amino acid length of

本発明の別の局面によれば、配列番号4,12〜19,27〜45,112〜123,125および127からなる群から選択されるアミノ酸配列を含むペプチドであって、少なくとも2個で15個以下のアミノ酸の長さを有するペプチドが提供される。   According to another aspect of the present invention, a peptide comprising an amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 4, 12 to 19, 27 to 45, 112 to 123, 125, and 127, wherein at least two Peptides having a length of no more than amino acids are provided.

本発明のさらに別の局面によれば、配列番号4,12〜19,27〜45,112〜123,125および127からなる群から選択されるアミノ酸配列を含むペプチドであって、少なくとも2個で15個以下のアミノ酸の長さを有するペプチドが提供される。   According to still another aspect of the present invention, there is provided a peptide comprising an amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 4, 12 to 19, 27 to 45, 112 to 123, 125 and 127, wherein at least two Peptides having a length of 15 amino acids or less are provided.

本発明のさらに別の局面によれば、配列番号4,12〜19,27〜45,112〜123,125および127からなる群から選択されるペプチドが提供される。   According to yet another aspect of the present invention, there is provided a peptide selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 4, 12-19, 27-45, 112-123, 125 and 127.

本発明のさらなる局面によれば、個体におけるアミロイド関連疾患を処置または予防する方法であって、アミノ酸配列X−YまたはY−X(但し、Xは芳香族アミノ酸であり、Yはグリシン以外のアミノ酸である)を含むペプチドであって、少なくとも2個で15個以下のアミノ酸の長さを有するペプチドの治療有効量を個体に与えることを含む方法が提供される。   According to a further aspect of the present invention, there is provided a method for treating or preventing an amyloid-related disease in an individual, comprising the amino acid sequence XY or YX, wherein X is an aromatic amino acid and Y is an amino acid other than glycine. A method comprising: providing an individual with a therapeutically effective amount of at least two peptides having a length of no more than 15 amino acids.

以下に記載される本発明の好ましい実施態様におけるさらなる特徴によれば、ペプチドは生理学的に受容可能なキャリアもまた含む薬学的組成物の有効成分である。   According to further features in preferred embodiments of the invention described below, the peptide is an active ingredient of a pharmaceutical composition that also includes a physiologically acceptable carrier.

記載される好ましい実施態様におけるなおさらなる特徴によれば、ペプチドは核酸構築物から発現される。   According to still further features in the described preferred embodiments the peptide is expressed from the nucleic acid construct.

本発明のさらにさらなる局面によれば、アミノ酸配列X−YまたはY−X(但し、Xは芳香族アミノ酸であり、Yはグリシン以外のアミノ酸である)を含むペプチドであって、少なくとも2個で15個以下のアミノ酸の長さを有するペプチドを有効成分として含み、かつ薬学的に受容可能なキャリアまたは希釈剤を含むアミロイド関連疾患を処置または予防するための薬学的組成物が提供される。   According to yet a further aspect of the invention, a peptide comprising the amino acid sequence XY or YX, wherein X is an aromatic amino acid and Y is an amino acid other than glycine, comprising at least two There is provided a pharmaceutical composition for treating or preventing amyloid-related diseases comprising a peptide having a length of 15 amino acids or less as an active ingredient and comprising a pharmaceutically acceptable carrier or diluent.

記載される好ましい実施態様におけるなおさらなる特徴によれば、少なくとも2個で15個以下のアミノ酸の長さを有するペプチドの少なくとも1個のアミノ酸はD立体異性体である。   According to still further features in the described preferred embodiments at least one amino acid of the peptide having a length of at least 2 and not more than 15 amino acids is a D stereoisomer.

記載される好ましい実施態様におけるなおさらなる特徴によれば、少なくとも2個で15個以下のアミノ酸の長さを有するペプチドの少なくとも1個のアミノ酸はL立体異性体である。   According to still further features in the described preferred embodiments at least one amino acid of the peptide having a length of at least 2 and not more than 15 amino acids is an L stereoisomer.

記載される好ましい実施態様におけるなおさらなる特徴によれば、ペプチドは2個のアミノ酸の長さであり、Yはβ−シート破壊剤アミノ酸である。   According to still further features in the described preferred embodiments the peptide is 2 amino acids in length and Y is a β-sheet breaker amino acid.

記載される好ましい実施態様におけるなおさらなる特徴によれば、ペプチドは配列番号145に述べられたようなものである。   According to still further features in the described preferred embodiments the peptide is as set forth in SEQ ID NO: 145.

記載される好ましい実施態様におけるなおさらなる特徴によれば、ペプチドは3個のアミノ酸の長さであり、Yは芳香族アミノ酸であり、アミノ酸配列X−YまたはY−Xに結合されたアミノ酸残基はβ−シート破壊剤アミノ酸である。   According to still further features in the described preferred embodiments the peptide is 3 amino acids in length, Y is an aromatic amino acid and the amino acid residue attached to the amino acid sequence XY or YX Is a β-sheet breaker amino acid.

記載される好ましい実施態様におけるなおさらなる特徴によれば、β−シート破壊剤アミノ酸はペプチドのC末端にある。   According to still further features in the described preferred embodiments the β-sheet breaker amino acid is at the C-terminus of the peptide.

記載される好ましい実施態様におけるなおさらなる特徴によれば、ペプチドは少なくとも3個のアミノ酸の長さを有し、かつそのN末端でチオール化アミノ酸を含む。   According to still further features in the described preferred embodiments the peptide has a length of at least 3 amino acids and comprises a thiolated amino acid at its N-terminus.

本発明のさらにさらなる局面によれば、アミノ酸配列X−YまたはY−X(但し、Xは芳香族アミノ酸であり、Yはグリシン以外のアミノ酸である)を含むペプチドであって、少なくとも2個で15個以下のアミノ酸の長さを有するペプチドをコードするポリヌクレオチドセグメントを含む核酸構築物が提供される。   According to yet a further aspect of the invention, a peptide comprising the amino acid sequence XY or YX, wherein X is an aromatic amino acid and Y is an amino acid other than glycine, comprising at least two Nucleic acid constructs comprising polynucleotide segments encoding peptides having a length of 15 amino acids or less are provided.

記載される好ましい実施態様におけるなおさらなる特徴によれば、核酸構築物はプロモータをさらに含む。   According to still further features in the described preferred embodiments the nucleic acid construct further comprises a promoter.

本発明のさらなる局面によれば、アミノ酸配列X−YまたはY−X(但し、Xは芳香族アミノ酸であり、Yはグリシン以外のアミノ酸である)を含むペプチドであって、少なくとも2個で15個以下のアミノ酸の長さを有するペプチドと結合することができる抗原認識領域を含む抗体または抗体フラグメントが提供される。   According to a further aspect of the present invention, there is a peptide comprising the amino acid sequence XY or YX (where X is an aromatic amino acid and Y is an amino acid other than glycine), at least two of which are 15 An antibody or antibody fragment comprising an antigen recognition region capable of binding to a peptide having a length of no more than amino acids is provided.

記載される好ましい実施態様におけるなおさらなる特徴によれば、Yはセリン、トレオニン、アスパラギン、グルタミンおよびそれらの天然の誘導体からなる群から選択される極性の電荷を有していないアミノ酸である。   According to still further features in the described preferred embodiments Y is an amino acid having no polar charge selected from the group consisting of serine, threonine, asparagine, glutamine and their natural derivatives.

記載される好ましい実施態様におけるなおさらなる特徴によれば、Yはβ−シート破壊剤アミノ酸である。   According to still further features in the described preferred embodiments Y is a β-sheet breaker amino acid.

記載される好ましい実施態様におけるなおさらなる特徴によれば、β−シート破壊剤アミノ酸は天然に存在するアミノ酸である。   According to still further features in the described preferred embodiments the β-sheet breaker amino acid is a naturally occurring amino acid.

記載される好ましい実施態様におけるなおさらなる特徴によれば、天然に存在するアミノ酸はプロリン、アスパラギン酸、グルタミン酸、グリシン、リジンおよびセリンからなる群から選択される。   According to still further features in the described preferred embodiments the naturally occurring amino acid is selected from the group consisting of proline, aspartic acid, glutamic acid, glycine, lysine and serine.

記載される好ましい実施態様におけるなおさらなる特徴によれば、β−シート破壊剤アミノ酸は合成アミノ酸である。   According to still further features in the described preferred embodiments the β-sheet breaker amino acid is a synthetic amino acid.

記載される好ましい実施態様におけるなおさらなる特徴によれば、合成アミノ酸はCα−メチル化アミノ酸である。   According to still further features in the described preferred embodiments the synthetic amino acid is a Cα-methylated amino acid.

記載される好ましい実施態様におけるなおさらなる特徴によれば、Cα−メチル化アミノ酸はα−アミノイソブチル酸である。   According to still further features in the described preferred embodiments the Cα-methylated amino acid is α-aminoisobutyric acid.

記載される好ましい実施態様におけるなおさらなる特徴によれば、ペプチドは直鎖状または環状ペプチドである。   According to still further features in the described preferred embodiments the peptide is a linear or cyclic peptide.

記載される好ましい実施態様におけるなおさらなる特徴によれば、ペプチドは配列番号4,12〜19,27〜45,112〜123,125および127からなる群から選択される。   According to still further features in the described preferred embodiments the peptide is selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 4, 12-19, 27-45, 112-123, 125 and 127.

記載される好ましい実施態様におけるなおさらなる特徴によれば、ペプチドは少なくとも4個のアミノ酸の長さを有し、かつそのC末端に少なくとも2個のセリン残基を含む。   According to still further features in the described preferred embodiments the peptide has a length of at least 4 amino acids and comprises at least 2 serine residues at its C-terminus.

記載される好ましい実施態様におけるなおさらなる特徴によれば、ペプチドは少なくとも3個のアミノ酸の長さを有し、X−Y以外のペプチドのうち少なくとも1個のアミノ酸はセリン、トレオニン、アスパラギン、グルタミンおよびそれらの天然の誘導体からなる群から選択される極性の電荷を有していないアミノ酸である。   According to still further features in the described preferred embodiments the peptide has a length of at least 3 amino acids and at least one amino acid of the peptides other than XY is serine, threonine, asparagine, glutamine and A non-polar amino acid selected from the group consisting of their natural derivatives.

記載される好ましい実施態様におけるなおさらなる特徴によれば、ペプチドは少なくとも3個のアミノ酸の長さを有し、X−Y以外のペプチドのうち少なくとも1個のアミノ酸はβ−シート破壊剤アミノ酸である。   According to still further features in the described preferred embodiments the peptide has a length of at least 3 amino acids and at least one amino acid of the peptides other than XY is a β-sheet breaker amino acid .

記載される好ましい実施態様におけるなおさらなる特徴によれば、β−シート破壊剤アミノ酸は天然に存在するアミノ酸である。   According to still further features in the described preferred embodiments the β-sheet breaker amino acid is a naturally occurring amino acid.

記載される好ましい実施態様におけるなおさらなる特徴によれば、天然に存在するアミノ酸はプロリン、アスパラギン酸、グルタミン酸、グリシン、リジンおよびセリンからなる群から選択される。   According to still further features in the described preferred embodiments the naturally occurring amino acid is selected from the group consisting of proline, aspartic acid, glutamic acid, glycine, lysine and serine.

記載される好ましい実施態様におけるなおさらなる特徴によれば、β−シート破壊剤アミノ酸は合成アミノ酸である。   According to still further features in the described preferred embodiments the β-sheet breaker amino acid is a synthetic amino acid.

記載される好ましい実施態様におけるなおさらなる特徴によれば、合成アミノ酸はCα−メチル化アミノ酸である。   According to still further features in the described preferred embodiments the synthetic amino acid is a Cα-methylated amino acid.

記載される好ましい実施態様におけるなおさらなる特徴によれば、Cα−メチル化アミノ酸はα−アミノイソブチル酸である。   According to still further features in the described preferred embodiments the Cα-methylated amino acid is α-aminoisobutyric acid.

記載される好ましい実施態様におけるなおさらなる特徴によれば、β−シート破壊剤アミノ酸はペプチドにおけるX−Yの下流に位置される。   According to still further features in the described preferred embodiments the β-sheet breaker amino acid is located downstream of XY in the peptide.

記載される好ましい実施態様におけるなおさらなる特徴によれば、β−シート破壊剤アミノ酸はペプチドにおけるX−Yの上流に位置される。   According to still further features in the described preferred embodiments the β-sheet breaker amino acid is located upstream of XY in the peptide.

記載される好ましい実施態様におけるなおさらなる特徴によれば、ペプチドは少なくとも3個のアミノ酸の長さを有し、ペプチドのうち少なくとも1個のアミノ酸は正電荷を有するアミノ酸であり、ペプチドのうち少なくとも1個のアミノ酸残基は負電荷を有するアミノ酸である。   According to still further features in the described preferred embodiments the peptide has a length of at least 3 amino acids, at least one amino acid of the peptide is a positively charged amino acid, and at least 1 of the peptide An amino acid residue is an amino acid having a negative charge.

記載される好ましい実施態様におけるなおさらなる特徴によれば、正荷電を有するアミノ酸はリジン、アルギニン、およびその天然および合成の誘導体からなる群から選択される。   According to still further features in the described preferred embodiments the positively charged amino acid is selected from the group consisting of lysine, arginine, and natural and synthetic derivatives thereof.

記載される好ましい実施態様におけるなおさらなる特徴によれば、負荷電を有するアミノ酸はアスパラギン酸、グルタミン酸、およびその天然および合成の誘導体からなる群から選択される。   According to still further features in the described preferred embodiments the negatively charged amino acid is selected from the group consisting of aspartic acid, glutamic acid, and natural and synthetic derivatives thereof.

本発明のさらにさらなる局面によれば、アミノ酸配列X−YまたはY−X(但し、Xは芳香族アミノ酸であり、Yはグリシン以外のアミノ酸である)を含むペプチドであって、少なくとも2個で15個以下のアミノ酸の長さを有するペプチドと結合できる抗原認識領域を有する抗体または抗体フラグメントを有効成分として含み、かつ薬学的に受容可能なキャリアまたは希釈剤を含むアミロイド関連疾患を処置または予防するための薬学的組成物が提供される。   According to yet a further aspect of the invention, a peptide comprising the amino acid sequence XY or YX, wherein X is an aromatic amino acid and Y is an amino acid other than glycine, comprising at least two Treating or preventing an amyloid-related disease comprising an antibody or antibody fragment having an antigen recognition region capable of binding to a peptide having a length of 15 amino acids or less as an active ingredient, and comprising a pharmaceutically acceptable carrier or diluent A pharmaceutical composition is provided.

本発明のさらにさらなる局面によれば、個体におけるアミロイド関連疾患を処置または予防する方法であって、アミノ酸配列X−YまたはY−X(但し、Xは芳香族アミノ酸であり、Yはグリシン以外のアミノ酸である)を含むペプチドであって、少なくとも2個で15個以下のアミノ酸の長さを有するペプチドと結合できる抗原認識領域を有する抗体または抗体フラグメントの治療的に有効な量を個体に与えることを含む方法が提供される。   According to yet a further aspect of the present invention, there is provided a method for treating or preventing an amyloid-related disease in an individual comprising the amino acid sequence XY or YX (where X is an aromatic amino acid and Y is other than glycine). A therapeutically effective amount of an antibody or antibody fragment having an antigen recognition region capable of binding to a peptide having a length of at least 2 and not more than 15 amino acids. Is provided.

本発明のさらにさらなる局面によれば、下記一般式を有するペプチドが提供される:
式中、CはD配置を有するキラルな炭素である。
およびRは各々独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、アリール、カルボキシ、C−チオカルブからなる群から選択され;
はヒドロキシ、アルコキシ、アリールオキシ、チオヒドロキシ、チオアルコキシ、チオアリールオキシ、ハロおよびアミンからなる群から選択され;そして
はアルキルである。
According to yet a further aspect of the invention, there are provided peptides having the general formula:
Where C * is a chiral carbon having the D configuration.
R 1 and R 2 are each independently selected from the group consisting of hydrogen, alkyl, cycloalkyl, aryl, carboxy, C-thiocarb;
R 3 is selected from the group consisting of hydroxy, alkoxy, aryloxy, thiohydroxy, thioalkoxy, thioaryloxy, halo and amine; and R 4 is alkyl.

本発明のさらにさらなる局面によれば、個体におけるアミロイド関連疾患を処置または予防する方法であって、下記一般式を有するペプチドの治療有効量を個体に与えることを含む方法が提供される:
式中、CはD配置を有するキラルな炭素である。
およびRは各々独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、アリール、カルボキシ、C−チオカルブからなる群から選択され;
はヒドロキシ、アルコキシ、アリールオキシ、チオヒドロキシ、チオアルコキシ、チオアリールオキシ、ハロおよびアミンからなる群から選択され;そして
はアルキルである。
According to yet a further aspect of the invention, there is provided a method of treating or preventing an amyloid-related disease in an individual, comprising providing the individual with a therapeutically effective amount of a peptide having the general formula:
Where C * is a chiral carbon having the D configuration.
R 1 and R 2 are each independently selected from the group consisting of hydrogen, alkyl, cycloalkyl, aryl, carboxy, C-thiocarb;
R 3 is selected from the group consisting of hydroxy, alkoxy, aryloxy, thiohydroxy, thioalkoxy, thioaryloxy, halo and amine; and R 4 is alkyl.

記載される好ましい実施態様におけるなおさらなる特徴によれば、Rはメチルである。 According to still further features in the described preferred embodiments R 4 is methyl.

記載される好ましい実施態様におけるなおさらなる特徴によれば、RおよびRは各々、水素であり、Rはヒドロキシである。 According to still further features in the described preferred embodiments R 1 and R 2 are each hydrogen and R 3 is hydroxy.

記載される好ましい実施態様におけるなおさらなる特徴によれば、ペプチドは環状ペプチドである。   According to still further features in the described preferred embodiments the peptide is a cyclic peptide.

本発明は、II型糖尿病などのアミロイド関連疾患を診断および処置するために使用することができる、新規なペプチド、組成物および方法を提供することによって、現在知られている形態の様々な欠点に対処することに成功している。   The present invention addresses various drawbacks of currently known forms by providing novel peptides, compositions and methods that can be used to diagnose and treat amyloid-related diseases such as type II diabetes. Has been successful in dealing with it.

本明細書で使用される技術用語と科学用語はすべて、特に断らない限り、本発明の属する技術分野の当業者が共通して理解しているのと同じ意味を持っている。本明細書に記載されているのと類似の又は均等の方法と材料は本発明を実施又は試験するのに使用できるが、適切な方法と材料は以下に述べる。争いが生じた場合、定義を含めて本特許明細書が基準である。さらに、本明細書の材料、方法及び実施例は例示することだけを目的とし本発明を限定するものではない。   Unless defined otherwise, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Although methods and materials similar or equivalent to those described herein can be used in the practice or testing of the present invention, suitable methods and materials are described below. In case of conflict, the patent specification, including definitions, will control. In addition, the materials, methods, and examples provided herein are for purposes of illustration only and are not intended to limit the invention.

図面の簡単な説明
本明細書では一例として添付の図面を参照しながら本発明を説明する。図面に示す詳細は一例であって、本発明の好ましい態様の具体例を挙げる目的しかなく、本発明の原理および概念的特徴を最も有効かつ理解しやすいと考えられる形で説明するために記載するものである。この点に関して、本発明の構成上の詳細は、本発明の基本的理解に必要な程度にしか詳しく説明していないが、本明細書と図面を合わせて検討することにより、当業者には、本発明のいくつかの形態を実際に具体化する方法が明らかになるだろう。
図1は多数のアミロイドタンパク質に由来するペプチド群の、KyteおよびDolittleの尺度を使用して推定されるような、自己会合能とその疎水性とを示す模式図である。分析されたペプチドの疎水性とアミロイド形成能との間には相関が何ら認められないことに留意すること。このペプチド群における潜在的なアミロイド原繊維形成能に対する唯一の明らかな目安は、芳香族性と最小長さの組合せである。
図2a−cは阻害性芳香族試薬のRo47−1816/001(図2a)、チオフラビンT(図2b)およびCR色素(図2c)とのアミロイド結合を模式的に示す。
図3a−cはヒトIAPPおよび齧歯類IAPPと本発明の合成ペプチドとの間での一次配列比較の模式図である。図3aはヒトIAPPおよび齧歯類IAPPの配列アラインメントである。ブロック部は、配列間で大きな不一致を示す7個のアミノ酸の部分配列を示す。「基本アミロイド形成ユニット」が太字によって表され、下線が引かれている。図3bは野生型IAPPペプチド(配列番号1)の化学構造を示す。図3cは、基本アミロイド形成ユニットに由来するペプチドの一次配列および配列番号を示す。
図4a−bは原繊維形成の間の時間を関数とする405nmでの光の吸光度、従って、IAPP由来ペプチドの凝集速度論を反映する吸光度を示すグラフである。下記の記号が使用される:黒四角−N1A、白丸−G3A、黒丸−野生型、白三角−L6A、白四角−I5A、および黒三角−F2A。
図5は光散乱によって測定されたときの会合したIAPPペプチドおよび誘導体の平均粒子サイズを示すヒストグラムである。それぞれの柱は3回〜5回の独立した測定の結果を表す。
図6a−nは事前に会合させたIAPPペプチドへのコンゴーレッドの結合を示す顕微鏡写真である。通常場および偏光場での顕微鏡写真が、下記の寝かせたペプチド懸濁物のそれぞれについてそれぞれ示される:N1Aペプチド(図6a〜図6b)、F2Aペプチド(図6c〜図6d)、G3Aペプチド(図6e〜図6f)、野生型ペプチド(図6g〜図6h)、I5Aペプチド(図6i〜図6j)、およびL6Aペプチド(図6k〜図6l)。
図7は「寝かせた」IAPPペプチドおよび誘導体の電子顕微鏡写真である:N1Aペプチド(図7a)、F2Aペプチド(図7b)、G3Aペプチド(図7c)、野生型ペプチド(図7d)、I5Aペプチド(図7e)、およびL6Aペプチド(図7f)。示されるスケールバーは100nmを表す。
図8aは野生型hIAPPと、細菌のコドン使用頻度に従って改変された対応する配列との核酸配列アラインメントである。改変された塩基には下線が引かれている。
図8bは48kDaのMBP−IAPPタンパク質の細胞質発現のために使用されるpMALc2x−NNベクターの模式図である。V8 Ek切断部位および(His)タグがmalEタグのベクター配列のC末端に融合されている。MBPタグを除くためのXa因子切断部位が示されている。
図9はMBPおよびMBP−IAPP融合タンパク質の細菌発現および精製を示すタンパク質ゲルGelCode Blue染色である。細菌細胞抽出物が調製され、タンパク質がアミロース樹脂カラムで精製された。25μgのタンパク質を含むサンプルがレーン1〜3のそれぞれに加えられ、これに対して、5μgのタンパク質がレーン4〜5のそれぞれに加えられた。タンパク質が12%SDS−PAGEで分離され、GelCode Blue染色により可視化された。分子量マーカーを左側に示す。レーン1−0.5mMのIPGTで誘導されたMBP可溶性抽出物、レーン2−0.1mMのIPGTで誘導されたMBP−IAPP可溶性抽出物、レーン3−0.5mMのIPGTで誘導されたMBP−IAPP可溶性抽出物、レーン4−精製MBP、レーン5−精製MBP−IAPP。矢印はMBP−IAPPを示す。
図10a−bはhIAPPにおける推定されるアミロイド形成配列を示すドットブロット画像(図10a)およびそのデンシトメトリー定量(図10b)である。
図11は原繊維形成の間の時間を関数とする405nmでの光の吸光度、従って、IAPP由来ペプチド(配列番号14〜19)の凝集速度論を反映する吸光度を示すグラフである。
図12a−fは事前に会合させたIAPPペプチドへのコンゴーレッドの結合を示す顕微鏡写真である。偏光場での顕微鏡写真が、下記の1日寝かせたペプチド懸濁物のそれぞれについて示される:NFLVHSSNNペプチド(図12a)、NFLVHSS(図12b)、FLVHSS(図12c)、NFLVH(図12d)、FLVHS(図12e)、およびFLVH(図12f)。
図13a−fは「寝かせた」IAPPペプチドの電子顕微鏡写真である。NFLVHSSNNペプチド(図13a)、NFLVHSS(図13b)、FLVHSS(図13c)、NFLVH(図13d)、FLVHS(図13e)、およびFLVH(図13f)。示されるスケールバーは100nmを表す。
図14a−fはフーリエ変換赤外分光法によって測定されたときの不溶性IAPP凝集物における二次構造を示すグラフである。NFLVHSSNNペプチド(図14a)、NFLVHSS(図14b)、FLVHSS(図14c)、NFLVH(図14d)、FLVHS(図14e)、およびFLVH(図14f)。
図15はメジンの以前に報告されたアミロイド形成ペプチドフラグメントの化学構造である[Haggqvist(1999)、Proc.Natl.Acad.Sci.USA、96:8669〜8674]。
図16a−bは原繊維形成の間の時間を関数とする405nmでの光の吸光度、従って、メジン由来ペプチドの凝集速度論を反映する吸光度を示すグラフである。図16aは短期間の速度論アッセイを示す。図16bは長期間の速度論アッセイを示す。
図17a−fは「寝かせた」メジン由来ペプチドの電子顕微鏡写真である。NFGSVQFA−図17a、NFGSVQ−図17b、NFGSV−図17c、FGSVQ−図17d、GSVQ−図17e、およびFGSV−図17f。示されるスケールバーは100nmを表す。
図18a−fは事前に会合させたメジン由来ペプチドへのコンゴーレッドの結合を示す顕微鏡写真である。偏光場での顕微鏡写真が、下記の寝かせたペプチド懸濁物のそれぞれについて示される:NFGSVQFA−図18a、NFGSVQ−図18b、NFGSV−図18c、FGSVQ−図18d、GSVQ−図18e、およびFGSV−図18f。
図19a−cはメジンのヘキサペプチドのアミロイド形成フラグメントのアミロイド形成特性に対するアラニン変異の影響を示す。図19aは、原繊維形成の間の時間を関数とする405nmでの光の吸光度、従って、メジン由来アラニン変異型の凝集速度論を反映する吸光度を示すグラフである。図19bは、「寝かせた」メジン由来のアラニン変異型の電子顕微鏡写真であり、スケールバーは100nmを表す。図19cは、事前に会合させたメジン由来ペプチド変異型へのコンゴーレッドの結合を示す顕微鏡写真である。
図20a−bはヒトカルシトニンのアミノ酸配列(図20a)およびヒトカルシトニンのアミロイド形成ペプチドフラグメントの化学構造(図20b)である。カルシトニンのオリゴマー化状態およびホルモン活性にとって重要である残基17および残基18には下線が付されている[Kazantzis(2001)、Eur.J.Biochem.、269:780〜791]。
図21a−dは「寝かせた」カルシトニン由来ペプチドの電子顕微鏡写真である。DFNKF−図21a、DFNK−図21b、FNKF−図21c、およびDFN−図21d。示されるスケールバーは100nmを表す。
図22a−dは事前に会合させたカルシトニン由来ペプチドへのコンゴーレッドの結合を示す顕微鏡写真である。偏光場での顕微鏡写真が、下記の寝かせたペプチド懸濁物のそれぞれについて示される:DFNKF−図22a、DFNK−図22b、FNKF−図22c、およびDFN−図22d。
図23はフーリエ変換赤外分光法によって測定されたときの不溶性カルシトニン凝集物における二次構造を示すグラフである。
図24a−cはカルシトニンのペンタペプチドのアミロイド形成フラグメントのアミロイド形成特性に対するアラニン変異の影響を示す。図24aは、「寝かせた」カルシトニン由来のアラニン変異型の電子顕微鏡写真である。スケールバーは100nmを表す。図24bは、事前に会合させたカルシトニン由来のペプチド変異型へのコンゴーレッドの結合を示す顕微鏡写真である。図24cは、フーリエ変換赤外分光法によって測定されたときの変異型ペプチドにおける二次構造を示すグラフである。
図25は「寝かせた」ラクトトランスフェリン由来ペプチドの自己会合を示す電子顕微鏡写真である。スケールバーは100nmを表す。
図26は「寝かせた」血清アミロイドAタンパク質由来ペプチドの自己会合を示す電子顕微鏡写真である。スケールバーは100nmを表す。
図27は「寝かせた」BriL由来ペプチドの自己会合を示す電子顕微鏡写真である。スケールバーは100nmを表す。
図28は「寝かせた」ゲルゾリン由来ペプチドの自己会合を示す電子顕微鏡写真である。スケールバーは100nmを表す。
図29は「寝かせた」血清アミロイドP由来ペプチドの自己会合を示す電子顕微鏡写真である。スケールバーは100nmを表す。
図30は「寝かせた」免疫グロブリン軽鎖由来ペプチドの自己会合を示す電子顕微鏡写真である。スケールバーは100nmを表す。
図31は「寝かせた」シスタチンC由来ペプチドの自己会合を示す電子顕微鏡写真である。スケールバーは100nmを表す。
図32は「寝かせた」トランスチレチン由来ペプチドの自己会合を示す電子顕微鏡写真である。スケールバーは100nmを表す。
図33は「寝かせた」リゾチーム由来ペプチドの自己会合を示す電子顕微鏡写真である。スケールバーは100nmを表す。
図34は「寝かせた」フィブリノーゲン由来ペプチドの自己会合を示す電子顕微鏡写真である。スケールバーは100nmを表す。
図35は「寝かせた」インスリン由来ペプチドの自己会合を示す電子顕微鏡写真である。スケールバーは100nmを表す。
図36は「寝かせた」プロラクチン由来ペプチドの自己会合を示す電子顕微鏡写真である。スケールバーは100nmを表す。
図37は「寝かせた」β2ミクログロブリン由来ペプチドの自己会合を示す電子顕微鏡写真である。スケールバーは100nmを表す。
図38はIAPPの自己会合に対する阻害ペプチドの作用を示すグラフである。四角−野生型(wt)IAPPペプチド;三角−wt−IAPP+阻害ペプチド;丸−ペプチドなし。
図39は原繊維形成の間の時間を関数とする405nmでの光の吸光度、従って、IAPP由来ペプチド(配列番号46〜49)の凝集速度論を反映する吸光度を示すグラフである。
図40は7日間寝かせた後のIAPPアナログの濁度を示すヒストグラム図を示す。
図41a−fは「寝かせた」IAPPアナログの電子顕微鏡写真である。NFGAILSS−図41a、NFGAILSS−図41b、NIGAILSS−図41c、NLGAILSS−図41d、NVGAILSS−図41e、およびNAGAILSS−図41f。示されるスケールバーは100nmを表す。
図42a−cは最小のアミロイド形成配列SNNXGAILSS(X=システイン以外の任意の天然アミノ酸)のアナログに対するIAPP−NFGAILSSの結合を示す。図42aは結合させたペプチドアレイの短期間の暴露を示す。図42bは結合させたペプチドアレイの長期間の暴露を示す。図42cは、デンシトメトリーおよび任意単位を使用する、短期間の暴露(図42a)の定量を示す。
図43aは、すべての残基について(黄色は十分に可能な、オレンジ色は部分的に可能な)、L−プロリンについて(青色)、およびアキラルなAib残基について(マゼンタ)の可能な立体配置を示すラマチャンドランプロットである。図43b−cは、長い野生型IAPPペプチドの化学構造(ANFLVH、配列番号124、図43b)およびそのAib改変された構造のペプチド(Aib−NF−Aib−VH、配列番号125、図43c)を示す模式図である。改変のために好適な官能基は青色でマークされており(図43b)、一方、改変された基は赤色でマークされている(図43c)。
図44a−dは、「寝かせた」IAPPアナログの電子顕微鏡写真である。図44a−ANFLVH;図44b−ANFLV;図44c−Aib−NF−Aib−VH;図44d−Aib−NF−Aib−V。示されたスケールバーは100nmを表わす。
図45a−dは、事前に会合された野生型およびAib改変されたIAPPペプチドに結合するコンゴーレッドを示す顕微鏡写真である。偏光場顕微鏡写真が以下の寝かされた(即ち、11日目の)ペプチド懸濁物の各々について示される。図45a−ANFLVH;図45b−ANFLV;図45c−Aib−NF−Aib−VH;図45d−Aib−NF−Aib−V。
図46a−bは、フーリエ変換赤外線分光分析(FI−IR)によって決定された通りの不溶性野生型およびAib改変されたhIAPP凝集物の二次構造を示すグラフである。図46a−野生型ペプチドANFLVHおよび矢印によって示されるように対応するAib改変ペプチド。図46b−野生型ANFLVHおよび矢印によって示されるように対応するAib改変ペプチド。
図47は、アミロイド原繊維形成に対するAib改変ペプチドの阻害効果を示すグラフである。野生型IAPPは単独でまたは本発明の様々なペプチドと共にインキュベートされた。時間の関数としての原繊維形成は、ThT蛍光を用いて決定された。
図48は、IAPP−自己会合に対する短い芳香族配列(配列番号112−123)の阻害効果を示すヒストグラムである。
図49a−dは、IAPP原繊維化阻害剤の選択の反復サイクルを表わすグラフである。原繊維化はThT蛍光アッセイによってモニターされた。IAPP単独(4μM)の蛍光値またはアッセイされる化合物(40μM)の存在におけるIAPPの蛍光値が試験された。測定はIAPP蛍光がプラトーに達成された後に行なわれた。IAPP蛍光は任意に100として設定された。図49aは、IAPP原繊維化阻害剤の選択の第一ラウンドの結果を示す。EG1=D−Phe−D−Phe−D−Pro;EG2=Aib−D−Phe−D−Asn−Aib;EG3=D−Phe−D−Asn−D−Pro;EG4=Aib−Asn−Phe−Aib;EG5=Gln−Lys−Leu−Val−Phe−Phe;EG6=Tyr−Tyr;EG7=Tyr−Tyr−NH2;EG8=Aib−Phe−Phe。図49bは、IAPP原繊維化阻害剤の選択の第二ラウンドの結果を示す。EG13=Asn−Tyr−Aib;EG14=Asn−Tyr−Pro;EG15=D−Pro−D−Tyr−D−Asn;EG16=D−Tyr−Aib;EG17=D−Pro−D−Tyr;EG18=D−Tyr−D−Pro。図49cは、IAPP原繊維化阻害剤の選択の第三ラウンドの結果を示す。d−F−P=D−Phe−Pro;P−d−F=Pro−D−Phe;EG19=Asn−Tyr−Tyr−Pro;EG20=Tyr−Tyr−Aib;EG21=Aib−Tyr−Tyr;EG22=Aib−Tyr−Tyr−Aib;EG23=D−Asn−Tyr−Tyr−D−Pro。図49dは、IAPP原繊維化阻害剤の選択の第四ラウンドの結果を示す。EG24=Pro−Tyr−Tyr;EG25=Tyr−Tyr−Pro;EG26=Pro−Tyr−Tyr−Pro;EG27=D−Tyr−D−Tyr;EG28=D−Pro−Aib;EG29=D−Phe−D−Pro;EG30=D−Trp−Aib;EG31=D−Trp−D−Pro。
図50は、D−Trp−AibによるAβ(1−40)原繊維形成の阻害を示すグラフである。Aβ1−40ストック溶液は、100mMのNaCl,10mMのリン酸ナトリウム緩衝液(pH7.4)中に、5μMの最終濃度に、10μMのD−Trp−Aib(三角形)ありで、またはいかなる添加剤もなしで(四角形)希釈された。蛍光値は、各サンプルに0.3μMのThtを添加した後で測定された。結果は、二つの独立した測定の平均を表わす。
図51a−cは、TEMによって可視化されるようにAβの原繊維化に対するD−Trp−Aibの阻害効果を表わす顕微鏡写真である。図51aは、Aβ単独を示す。図51b−cは、阻害剤の存在下でAβインキュベートされた二つの異なる視野を示す。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is described herein by way of example with reference to the accompanying drawings. The details shown in the drawings are by way of example only and are provided to illustrate the principles and conceptual features of the invention in a manner deemed most effective and understandable, only for the purpose of illustrating preferred embodiments of the invention. Is. In this regard, the structural details of the present invention have been described in detail only to the extent necessary for a basic understanding of the present invention, but upon examination of the present specification and drawings together, those skilled in the art will be able to It will be clear how to actually embody some aspects of the invention.
FIG. 1 is a schematic diagram showing the self-association ability and hydrophobicity of peptides derived from a large number of amyloid proteins, as estimated using the Kyte and Dolittle scales. Note that there is no correlation between the hydrophobicity of the analyzed peptides and the ability to form amyloid. The only obvious measure for potential amyloid fibril forming ability in this group of peptides is the combination of aromaticity and minimum length.
Figures 2a-c schematically show amyloid binding with the inhibitory aromatic reagents Ro47-1816 / 001 (Figure 2a), Thioflavin T (Figure 2b) and CR dye (Figure 2c).
Figures 3a-c are schematics of primary sequence comparisons between human IAPP and rodent IAPP and the synthetic peptides of the present invention. FIG. 3a is a sequence alignment of human IAPP and rodent IAPP. The block part shows a partial sequence of 7 amino acids showing a large discrepancy between the sequences. The “basic amyloid-forming unit” is shown in bold and underlined. FIG. 3b shows the chemical structure of the wild type IAPP peptide (SEQ ID NO: 1). FIG. 3c shows the primary sequence and SEQ ID NO of the peptide derived from the basic amyloid-forming unit.
Figures 4a-b are graphs showing the absorbance of light at 405 nm as a function of time during fibril formation, and thus the absorbance reflecting the aggregation kinetics of IAPP-derived peptides. The following symbols are used: black square-N1A, white circle-G3A, black circle-wild type, white triangle-L6A, white square-I5A, and black triangle-F2A.
FIG. 5 is a histogram showing the average particle size of associated IAPP peptides and derivatives as measured by light scattering. Each column represents the result of 3 to 5 independent measurements.
Figures 6a-n are photomicrographs showing the binding of Congo red to pre-associated IAPP peptides. Micrographs in normal and polarized fields are shown for each of the following laid peptide suspensions, respectively: N1A peptide (FIGS. 6a-6b), F2A peptide (FIGS. 6c-6d), G3A peptide (FIG. 6e-6f), wild-type peptide (FIGS. 6g-6h), I5A peptide (FIGS. 6i-6j), and L6A peptide (FIGS. 6k-6l).
FIG. 7 are electron micrographs of “laying” IAPP peptides and derivatives: N1A peptide (FIG. 7a), F2A peptide (FIG. 7b), G3A peptide (FIG. 7c), wild type peptide (FIG. 7d), I5A peptide ( Fig. 7e), and L6A peptide (Fig. 7f). The scale bar shown represents 100 nm.
FIG. 8a is a nucleic acid sequence alignment of wild type hIAPP and corresponding sequences modified according to bacterial codon usage. The modified base is underlined.
FIG. 8b is a schematic diagram of the pMALc2x-NN vector used for cytoplasmic expression of the 48 kDa MBP-IAPP protein. A V8 Ek cleavage site and a (His) 6 tag are fused to the C-terminus of the malE tag vector sequence. The factor Xa cleavage site for removing the MBP tag is shown.
FIG. 9 is a protein gel GelCode Blue staining showing bacterial expression and purification of MBP and MBP-IAPP fusion proteins. A bacterial cell extract was prepared and the protein was purified on an amylose resin column. A sample containing 25 μg of protein was added to each of lanes 1-3, whereas 5 μg of protein was added to each of lanes 4-5. Proteins were separated by 12% SDS-PAGE and visualized by GelCode Blue staining. Molecular weight markers are shown on the left. Lane 1-MBP soluble extract induced with 0.5 mM IPGT, Lane 2-MBP-IAPP soluble extract induced with 0.1 mM IPGT, Lane 3-MBP-induced with 0.5 mM IPGT IAPP soluble extract, lane 4-purified MBP, lane 5-purified MBP-IAPP. The arrow indicates MBP-IAPP.
FIG. 10a-b is a dot blot image (FIG. 10a) showing the putative amyloidogenic sequence in hIAPP and its densitometric quantification (FIG. 10b).
FIG. 11 is a graph showing the absorbance of light at 405 nm as a function of time during fibril formation, and thus the absorbance reflecting the aggregation kinetics of the IAPP-derived peptide (SEQ ID NOs: 14-19).
Figures 12a-f are photomicrographs showing congo red binding to pre-associated IAPP peptides. Photomicrographs in polarized fields are shown for each of the following one day aged peptide suspensions: NFLVHSSNN peptide (FIG. 12a), NFLVHSS (FIG. 12b), FLVHSS (FIG. 12c), NFLVH (FIG. 12d), FLVHS. (FIG. 12e) and FLVH (FIG. 12f).
FIGS. 13a-f are electron micrographs of “laying” IAPP peptides. NFLVHSSNN peptides (FIG. 13a), NFLVHSS (FIG. 13b), FLVHSS (FIG. 13c), NFLVH (FIG. 13d), FLVHS (FIG. 13e), and FLVH (FIG. 13f). The scale bar shown represents 100 nm.
14a-f are graphs showing the secondary structure in insoluble IAPP aggregates as measured by Fourier transform infrared spectroscopy. NFLVHSSNN peptides (FIG. 14a), NFLVHSS (FIG. 14b), FLVHSS (FIG. 14c), NFLVH (FIG. 14d), FLVHS (FIG. 14e), and FLVH (FIG. 14f).
FIG. 15 is the chemical structure of a previously reported amyloidogenic peptide fragment of medin [Haggqvist (1999), Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 96: 8669-8684].
FIGS. 16a-b are graphs showing the absorbance of light at 405 nm as a function of time during fibril formation, and thus the absorbance reflecting the aggregation kinetics of medin-derived peptides. FIG. 16a shows a short-term kinetic assay. FIG. 16b shows a long-term kinetic assay.
FIGS. 17 a-f are electron micrographs of “laying” medin-derived peptides. NFGSVQFA—FIG. 17a, NFGSVQ—FIG. 17b, NFGSV—FIG. 17c, FGSVQ—FIG. 17d, GSVQ—FIG. 17e, and FGSV—FIG. 17f. The scale bar shown represents 100 nm.
FIGS. 18a-f are photomicrographs showing congo red binding to pre-associated medin-derived peptides. Polarized field micrographs are shown for each of the following laid peptide suspensions: NFGSVQFA—FIG. 18a, NFGSVQ—FIG. 18b, NFGSV—FIG. 18c, FGSVQ—FIG. 18d, GSVQ—FIG. 18e, and FGSV— FIG. 18f.
Figures 19a-c show the effect of alanine mutations on the amyloidogenic properties of the amyloidogenic fragment of the hexapeptide of medin. FIG. 19a is a graph showing the absorbance of light at 405 nm as a function of time during fibril formation, and hence the absorbance reflecting the aggregation kinetics of the medin derived alanine variant. FIG. 19b is an electron micrograph of an alanine variant derived from a “laying” medin and the scale bar represents 100 nm. FIG. 19c is a photomicrograph showing the binding of Congo red to pre-associated mesin-derived peptide variants.
Figures 20a-b are the amino acid sequence of human calcitonin (Figure 20a) and the chemical structure of an amyloidogenic peptide fragment of human calcitonin (Figure 20b). Residues 17 and 18 that are important for the calcitonin oligomerization state and hormonal activity are underlined [Kazantzis (2001), Eur. J. et al. Biochem. 269: 780-791].
FIGS. 21 a-d are electron micrographs of “laying” calcitonin derived peptides. DFNKF—FIG. 21a, DFNK—FIG. 21b, FNKF—FIG. 21c, and DFN—FIG. 21d. The scale bar shown represents 100 nm.
Figures 22a-d are photomicrographs showing the binding of Congo red to pre-associated calcitonin derived peptides. Photomicrographs in the polarized field are shown for each of the following laid peptide suspensions: DFNKF—FIG. 22a, DFNK—FIG. 22b, FNKF—FIG. 22c, and DFN—FIG. 22d.
FIG. 23 is a graph showing the secondary structure of insoluble calcitonin aggregates as measured by Fourier transform infrared spectroscopy.
Figures 24a-c show the effect of alanine mutations on the amyloidogenic properties of the amyloidogenic fragment of the calcitonin pentapeptide. FIG. 24a is an electron micrograph of an alanine variant derived from “laying” calcitonin. The scale bar represents 100 nm. FIG. 24b is a photomicrograph showing the binding of Congo red to pre-associated calcitonin derived peptide variants. FIG. 24c is a graph showing the secondary structure of the mutant peptide as measured by Fourier transform infrared spectroscopy.
FIG. 25 is an electron micrograph showing self-association of “laying” lactotransferrin-derived peptide. The scale bar represents 100 nm.
FIG. 26 is an electron micrograph showing self-association of a “laying” serum amyloid A protein-derived peptide. The scale bar represents 100 nm.
FIG. 27 is an electron micrograph showing self-association of “laying” BriL-derived peptides. The scale bar represents 100 nm.
FIG. 28 is an electron micrograph showing self-association of “laying” gelsolin derived peptides. The scale bar represents 100 nm.
FIG. 29 is an electron micrograph showing self-association of “laying” serum amyloid P-derived peptide. The scale bar represents 100 nm.
FIG. 30 is an electron micrograph showing self-association of “laying” immunoglobulin light chain derived peptides. The scale bar represents 100 nm.
FIG. 31 is an electron micrograph showing self-association of “laying” cystatin C-derived peptide. The scale bar represents 100 nm.
FIG. 32 is an electron micrograph showing self-association of “laying” transthyretin-derived peptides. The scale bar represents 100 nm.
FIG. 33 is an electron micrograph showing self-association of “laying” lysozyme-derived peptides. The scale bar represents 100 nm.
FIG. 34 is an electron micrograph showing self-association of “laying” fibrinogen-derived peptides. The scale bar represents 100 nm.
FIG. 35 is an electron micrograph showing self-association of “laying” insulin-derived peptides. The scale bar represents 100 nm.
FIG. 36 is an electron micrograph showing self-association of “laying” prolactin-derived peptides. The scale bar represents 100 nm.
FIG. 37 is an electron micrograph showing self-association of “laying” β2 microglobulin derived peptides. The scale bar represents 100 nm.
FIG. 38 is a graph showing the effect of inhibitory peptides on IAPP self-association. Square-wild-type (wt) IAPP peptide; triangle-wt-IAPP + inhibitory peptide; circle-no peptide.
FIG. 39 is a graph showing the absorbance of light at 405 nm as a function of time during fibril formation, and thus the absorbance reflecting the aggregation kinetics of the IAPP-derived peptide (SEQ ID NOs: 46-49).
FIG. 40 shows a histogram showing the turbidity of the IAPP analog after aging for 7 days.
41a-f are electron micrographs of the “laying” IAPP analog. NFGAILSS-Figure 41a, NFGAILSS-Figure 41b, NIGAILSS-Figure 41c, NLGAILSS-Figure 41d, NVGAILSS-Figure 41e, and NAGAILSS-Figure 41f. The scale bar shown represents 100 nm.
Figures 42a-c show binding of IAPP-NFGAILSS to analogs of the minimal amyloidogenic sequence SNNXGAILSS (X = any natural amino acid except cysteine). FIG. 42a shows the short-term exposure of the bound peptide array. FIG. 42b shows long-term exposure of the bound peptide array. FIG. 42c shows quantification of short-term exposure (FIG. 42a) using densitometry and arbitrary units.
FIG. 43a shows possible configurations for all residues (yellow is fully possible, orange is partially possible), for L-proline (blue), and for the achiral Aib residue (magenta). Is a Ramachandran plot showing FIG. 43b-c shows the chemical structure of the long wild-type IAPP peptide (ANFLVH, SEQ ID NO: 124, FIG. 43b) and its Aib modified structure peptide (Aib-NF-Aib-VH, SEQ ID NO: 125, FIG. 43c). It is a schematic diagram shown. Functional groups suitable for modification are marked in blue (FIG. 43b), while modified groups are marked in red (FIG. 43c).
Figures 44a-d are electron micrographs of "laying" IAPP analogs. 44a-ANFLVH; 44b-ANFLV; 44c-Aib-NF-Aib-VH; 44d-Aib-NF-Aib-V. The scale bar shown represents 100 nm.
FIGS. 45a-d are photomicrographs showing Congo red binding to pre-associated wild type and Aib modified IAPP peptides. Polarized field micrographs are shown for each of the following laid (ie, day 11) peptide suspensions. 45a-ANFLVH; FIG. 45b-ANFLV; FIG. 45c-Aib-NF-Aib-VH; FIG. 45d-Aib-NF-Aib-V.
46a-b are graphs showing the secondary structure of insoluble wild type and Aib modified hIAPP aggregates as determined by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FI-IR). FIG. 46a—Wild type peptide ANFLVH and the corresponding Aib modified peptide as indicated by the arrow. FIG. 46b—Wild type ANFLVH and the corresponding Aib modified peptide as indicated by the arrow.
FIG. 47 is a graph showing the inhibitory effect of Aib-modified peptides on amyloid fibril formation. Wild type IAPP was incubated alone or with various peptides of the invention. Fibril formation as a function of time was determined using ThT fluorescence.
FIG. 48 is a histogram showing the inhibitory effect of short aromatic sequences (SEQ ID NOs: 112-123) on IAPP-self-association.
Figures 49a-d are graphs representing repeated cycles of selection of IAPP fibrillization inhibitors. Fibrosis was monitored by a ThT fluorescence assay. The fluorescence value of IAPP alone (4 μM) or the fluorescence value of IAPP in the presence of the assayed compound (40 μM) was tested. Measurements were made after IAPP fluorescence was achieved plateau. The IAPP fluorescence was arbitrarily set as 100. FIG. 49a shows the results of the first round of selection of IAPP fibrillation inhibitor. EG1 = D-Phe-D-Phe-D-Pro; EG2 = Aib-D-Phe-D-Asn-Aib; EG3 = D-Phe-D-Asn-D-Pro; EG4 = Aib-Asn-Phe- EG5 = Gln-Lys-Leu-Val-Phe-Phe; EG6 = Tyr-Tyr; EG7 = Tyr-Tyr-NH2; EG8 = Aib-Phe-Phe. FIG. 49b shows the results of the second round of selection of IAPP fibrillation inhibitor. EG13 = Asn-Tyr-Aib; EG14 = Asn-Tyr-Pro; EG15 = D-Pro-D-Tyr-D-Asn; EG16 = D-Tyr-Aib; EG17 = D-Pro-D-Tyr; EG18 = D-Tyr-D-Pro. FIG. 49c shows the results of the third round of selection of IAPP fibrillation inhibitor. d-F-P = D-Phe-Pro; P-dF = Pro-D-Phe; EG19 = Asn-Tyr-Tyr-Pro; EG20 = Tyr-Tyr-Aib; EG21 = Aib-Tyr-Tyr; EG22 = Aib-Tyr-Tyr-Aib; EG23 = D-Asn-Tyr-Tyr-D-Pro. FIG. 49d shows the results of the fourth round of selection of IAPP fibrillation inhibitor. EG24 = Pro-Tyr-Tyr; EG25 = Tyr-Tyr-Pro; EG26 = Pro-Tyr-Tyr-Pro; EG27 = D-Tyr-D-Tyr; EG28 = D-Pro-Aib; EG29 = D-Phe- EG30 = D-Trp-Aib; EG31 = D-Trp-D-Pro.
FIG. 50 is a graph showing inhibition of Aβ (1-40) fibril formation by D-Trp-Aib. Aβ1-40 stock solution is 10 mM D-Trp-Aib (triangle) in 100 mM NaCl, 10 mM sodium phosphate buffer (pH 7.4) to a final concentration of 5 μM, or any additive Diluted without (square). Fluorescence values were measured after adding 0.3 μM Tht to each sample. The result represents the average of two independent measurements.
FIGS. 51a-c are photomicrographs showing the inhibitory effect of D-Trp-Aib on Aβ fibrillation as visualized by TEM. FIG. 51a shows Aβ alone. FIGS. 51b-c show two different fields that were Aβ incubated in the presence of inhibitors.

本発明は、II型糖尿病などのアミロイド関連疾患を診断または処置するための新規なペプチド、それに対する抗体、それらを含む組成物、およびそれぞれの使用方法に関する。   The present invention relates to novel peptides for diagnosing or treating amyloid-related diseases such as type II diabetes, antibodies thereto, compositions containing them, and methods of use of each.

本発明の原理および操作は、図面および付随する説明を参照してより良く理解することができる。   The principles and operation of the present invention may be better understood with reference to the drawings and accompanying descriptions.

本発明の少なくとも1つの実施形態を詳しく説明する前に、本発明は、その適用において、下記の説明に示すか、または図面に示す各構成成分の構築および配置の細部に限定されないことを理解しなければならない。本発明は、他の実施形態が可能であり、または様々な方法で実施することができ、または様々な方法で実施される。また、本明細書中で用いられる表現および用語は説明のためであり、限定的であると見なすべきでないことを理解しなければならない。   Before describing in detail at least one embodiment of the present invention, it is understood that the present invention is not limited in its application to the details of construction and arrangement of the components set forth in the following description or illustrated in the drawings. There must be. The invention is capable of other embodiments or of being practiced in various ways or being carried out in various ways. It should also be understood that the expressions and terms used herein are for purposes of illustration and should not be considered limiting.

アミロイド原繊維形成を妨げるか、またはアミロイド物質を分解するための数多くの治療方法が先行技術に記載されている。しかしながら、現在の治療方法は、細胞毒性、非特異性および送達といった壁によって制限されている。   Numerous therapeutic methods for preventing amyloid fibril formation or degrading amyloid material have been described in the prior art. However, current treatment methods are limited by barriers such as cytotoxicity, non-specificity and delivery.

本発明を実施に移している間に、また、II型糖尿病などのアミロイド関連疾患に対する新規な治療様式について探し求めている間に、本発明者は、原繊維形成を行わせるアミロイド形成性のペプチドに特徴的な配列を同定した。この発見は、秩序のあるアミロイド形成には、非特異的な疎水性相互作用を伴う以前に記載された機構[Petkova(2002)、Proc.Natl.Acad.Sci.USA、99:16742〜16747]ではなく、むしろ、分子相互作用の特異的なパターンが関係していることを示唆している。   While putting the invention into practice, and in search of a new treatment modality for amyloid-related diseases such as type II diabetes, the inventor has identified amyloidogenic peptides that cause fibril formation. A characteristic sequence was identified. This finding suggests that ordered amyloid formation involves a previously described mechanism involving non-specific hydrophobic interactions [Petkova (2002), Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 99: 16742-16747], but rather suggests that a specific pattern of molecular interactions is involved.

本明細書中下記に、そして下記の実施例の節にさらに例示されるように、本発明者は、アミロイド形成における芳香族残基に対する非常に重要な役割を考えていた。アミロイド形成プロセスにおける芳香族残基の関与は、分子認識および自己会合におけるπスタッキング相互作用の十分に確立された役割と一致している[Gillard他(1997)、Chem.Eur.J.、3:1933〜40;ClaessensおよびStoddart(1997)、J.Phys.Org.Chem.、10:254〜72;Shetty他(1996)、J.Am.Chem.Soc.、118:1019〜27;McGuaghey他(1998)、πスタッキング相互作用:タンパク質における機能、J.Biol.Chem.、273、15458〜15463;SunおよびBernstein(1996)、J.Phys.Chem.、100:13348〜66]。πスタッキング相互作用は、平面の芳香族環の間で形成される非結合の相互作用である。そのような秩序だったスタッキング構造の形成に伴う立体的な制約が、超分子構造の形成をもたらす自己会合プロセスにおいて基本的な役割を有している。そのようなπスタッキング相互作用は、おそらくはエントロピー駆動によるものであるが、DNAの二重らせん構造の安定化、タンパク質の三次構造のコア充填および安定化、ホスト−ゲスト相互作用、ならびに溶液中でのポルフィリン凝集などの多くの生物学的プロセスにおいて中心的な役割を果たしている[アミロイド原繊維の自己会合におけるπスタッキング相互作用の可能な役割についてのさらなる総説については、Gazit(2002)、FASEB J.、16:77〜83を参照のこと]。   As illustrated herein below and further in the Examples section below, the inventor considered a very important role for aromatic residues in amyloid formation. The involvement of aromatic residues in the amyloid formation process is consistent with the well-established role of pi-stacking interactions in molecular recognition and self-association [Gillard et al. (1997) Chem. Eur. J. et al. 3: 1933-340; Claessens and Staudart (1997), J. MoI. Phys. Org. Chem. 10: 254-72; Shetty et al. (1996), J. MoI. Am. Chem. Soc. , 118: 1019-27; McGuaghey et al. (1998), π-stacking interactions: function in proteins. Biol. Chem. 273, 15458-15463; Sun and Bernstein (1996), J. MoI. Phys. Chem. 100: 13348-66]. π-stacking interactions are non-bonded interactions that are formed between planar aromatic rings. The steric constraints associated with the formation of such ordered stacking structures have a fundamental role in the self-association process that results in the formation of supramolecular structures. Such π-stacking interactions are probably entropy driven, but stabilize the double helix structure of DNA, core packing and stabilization of protein tertiary structure, host-guest interactions, and in solution. It plays a central role in many biological processes such as porphyrin aggregation [for a further review of the possible role of pi-stacking interactions in amyloid fibril self-association, see Gazit (2002), FASEB J. et al. 16: 77-83].

本発明者は、アミロイド斑の形成によって特徴づけられる疾患を処置または診断するために利用することができる非常に有効な診断用ペプチド、予防用ペプチドおよび治療用ペプチドを作製することが初めて可能になる、ジペプチド(実施例45−47参照)のように短い芳香族ペプチドの分子認識を媒介する能力を証明した。   The inventor will be able to create for the first time highly effective diagnostic, prophylactic and therapeutic peptides that can be used to treat or diagnose diseases characterized by the formation of amyloid plaques. The ability to mediate molecular recognition of short aromatic peptides such as dipeptides (see Examples 45-47) was demonstrated.

従って、本発明の一つの局面によれば、アミノ酸配列X−YまたはY−X(但し、Xは芳香族アミノ酸であり、Yはグリシン以外のアミノ酸である)を含むペプチドが提供される。この配列を含むペプチドの例は配列番号4,12〜19,27〜45,112〜123,125および127に述べられる。後述する実施例の節の実施例36〜39に与えられた結果によって示されるように、本発明者は、従来技術の教示に反して、アミロイド自己会合を規定しているのは疎水性よりむしろ芳香族性であることを発見した。従って、本発明のペプチドの芳香族アミノ酸はアミロイド原繊維の形成にとって非常に重要である。   Thus, according to one aspect of the present invention, there is provided a peptide comprising the amino acid sequence XY or YX, where X is an aromatic amino acid and Y is an amino acid other than glycine. Examples of peptides containing this sequence are set forth in SEQ ID NOs: 4, 12-19, 27-45, 112-123, 125 and 127. As shown by the results given in Examples 36-39 in the Examples section below, the inventor found that, contrary to the teachings of the prior art, it is rather than hydrophobic that it defines amyloid self-association. It was discovered to be aromatic. Therefore, the aromatic amino acids of the peptides of the present invention are very important for the formation of amyloid fibrils.

芳香族アミノ酸は、フェニルアラニン、チロシン、トリプトファン、フェニルグリシン、あるいは、それらの修飾体、前駆体または機能的な芳香族部分を含む(しかしこれらに限定されない)任意の天然に存在する芳香族残基または合成された芳香族残基であり得る。本発明のペプチドの一部の形成し得る芳香族残基の例を下記の表2に示す。   An aromatic amino acid can be any naturally occurring aromatic residue or including phenylalanine, tyrosine, tryptophan, phenylglycine, or a modified, precursor or functional aromatic moiety thereof, or It may be a synthesized aromatic residue. Examples of aromatic residues that can be formed as part of the peptide of the present invention are shown in Table 2 below.

下記の実施例の節に示す結果によって明らかにされるように、本発明は、様々な程度の自己凝集速度論および凝集物構造を示すペプチドの設計を容易にする。   As evidenced by the results presented in the Examples section below, the present invention facilitates the design of peptides that exhibit varying degrees of self-aggregation kinetics and aggregate structure.

本明細書中で使用される表現「自己凝集」は、水溶液中で凝集物(例えば、原繊維)を形成するペプチドの能力を示す。自己凝集するペプチドの能力、ならびにそのような自己凝集の速度論およびタイプにより、アミロイド疾患の処置または診断でのペプチドの使用が決定される。   The expression “self-aggregation” as used herein refers to the ability of a peptide to form aggregates (eg, fibrils) in aqueous solution. The ability of a peptide to self-aggregate, and the kinetics and type of such self-aggregation, determine the use of the peptide in the treatment or diagnosis of amyloid disease.

凝集速度論および凝集物構造は、作製されたペプチドの特異的な残基組成およびおそらくは長さ(図1参照)によって主に決定されるので、本発明は、配列番号4,12〜19,27〜45,112〜123,125,127,128〜147または148に示す配列を含むより長いペプチド(例えば、10個のアミノ酸〜50個のアミノ酸)、または、好ましくはこれらの配列のいずれかを含むより短いペプチド(例えば、2個〜15個のアミノ酸、好ましくは少なくとも2個、少なくとも3個、少なくとも4個、少なくとも5個、少なくとも6個、少なくとも8個、少なくとも10個、例えば12個のアミノ酸、好ましくは15個以下のアミノ酸)の両方を包含する。   Since the aggregation kinetics and aggregate structure are mainly determined by the specific residue composition and possibly the length (see FIG. 1) of the peptide produced, the present invention is based on SEQ ID NOs: 4, 12-19, 27 Longer peptides (e.g. 10 amino acids to 50 amino acids) comprising the sequence shown in ~ 45, 112-123, 125, 127, 128-147 or 148, or preferably any of these sequences Shorter peptides (e.g. 2 to 15 amino acids, preferably at least 2, at least 3, at least 4, at least 5, at least 6, at least 8, at least 10, such as 12 amino acids, Preferably both of 15 amino acids or less).

アミロイド形成の速度を速めるために、本発明のペプチドは、好ましくは、少なくとも1つの極性の電荷を有していないアミノ酸をさらに含み、そのようなアミノ酸としては、セリン、トレオニン、アスパラギン、グルタミン、あるいはそれらの天然の誘導体または合成誘導体が挙げられるが、これらに限定されない(表2参照)。   In order to increase the rate of amyloid formation, the peptides of the present invention preferably further comprise at least one amino acid having no polar charge, such as serine, threonine, asparagine, glutamine, or These natural derivatives or synthetic derivatives include, but are not limited to (see Table 2).

本発明のこの局面の一実施態様によれば、アミノ酸残基Yは極性の電荷を有していないアミノ酸である。   According to one embodiment of this aspect of the invention, amino acid residue Y is an amino acid that has no polar charge.

本発明のこの局面の別の実施態様によれば、ペプチドは少なくとも3個のアミノ酸、上で記載されたX−Y/Y−Xアミノ酸配列およびX−Y/Y−X配列の上流(N−末端)または下流(C−末端)のいずれかに位置される追加の極性の電荷を有していないアミノ酸を含む。   According to another embodiment of this aspect of the invention, the peptide has at least 3 amino acids, an XY / YX amino acid sequence as described above and upstream of the XY / YX sequence (N- Include amino acids with no additional polar charge located either terminally or downstream (C-terminal).

本発明のペプチドは、少なくとも3個のアミノ酸の長さであることができ、かつ少なくとも1対の正電荷を有しているアミノ酸(例えばリジンおよびアルギニン)および負電荷を有しているアミノ酸(例えばアスパラギン酸およびグルタミン酸)を含むことができる(例えば配列番号27〜29)。そのようなアミノ酸組成は好適でありうる。これは、実施例の節の実施例21に示すように、反対の電荷の間での静電的相互作用により、秩序のある逆平行構造の形成が誘導されうるからである。   The peptides of the invention can be at least 3 amino acids in length and have at least one pair of positively charged amino acids (eg lysine and arginine) and negatively charged amino acids (eg Aspartic acid and glutamic acid) (eg, SEQ ID NOs: 27-29). Such an amino acid composition may be preferred. This is because, as shown in Example 21 of the Examples section, electrostatic interactions between opposite charges can induce the formation of an ordered antiparallel structure.

さらに、本発明のペプチドは、4個のアミノ酸の長さであることができ、かつX−Y/Y−X配列のC−末端に二つのセリン残基を含む。   Furthermore, the peptides of the invention can be 4 amino acids long and contain two serine residues at the C-terminus of the XY / YX sequence.

さらに、本発明のペプチドは、3個のアミノ酸の長さであることができ、チオール化アミノ酸残基(即ち、硫黄イオンを含む)を、好ましくはそのN−末端に含む(例えば、配列番号149および150、それぞれD−Cys−D−Trp−AibおよびL−Cys−D−Trp−Aib、並びにそれらのアシル化およびアミド化形)。このようなペプチド形態は非常に価値がある。なぜならば、それは還元特性をペプチドに与え、それによって還元剤および酸化防止剤として(ともに神経防護作用のために重要でありうる(Offen他(2004)、J Neurochem.89:1241〜51);およびアミロイド阻害剤としての両方で作用しうる。チオール化アミノ酸の例は、天然に存在するアミノ酸システインおよびメチオニンおよびTyr(SOH)の如き合成アミノ酸を含むが、それらに限定されない。 Further, the peptides of the invention can be 3 amino acids long and contain a thiolated amino acid residue (ie, containing a sulfur ion), preferably at its N-terminus (eg, SEQ ID NO: 149). And 150, D-Cys-D-Trp-Aib and L-Cys-D-Trp-Aib, respectively, and their acylated and amidated forms). Such peptide forms are very valuable. Because it imparts reducing properties to the peptide, thereby as a reducing agent and antioxidant (both can be important for neuroprotection (Offen et al. (2004), J Neurochem. 89: 1241-51); and Can act both as amyloid inhibitors Examples of thiolated amino acids include, but are not limited to, the naturally occurring amino acids cysteine and methionine and synthetic amino acids such as Tyr (SO 3 H).

本発明者らは、原繊維形成を支配する配列特徴を同定しているので、本発明の教示はまた、原繊維には凝集せず、原繊維形成を防止もしくは減少させること、または、以前に形成された原繊維を破壊することのいずれかが可能であり、従って、治療薬として使用することができるペプチドの設計を可能にする。   Since we have identified the sequence features that govern fibril formation, the teachings of the present invention also do not agglomerate into fibrils, preventing or reducing fibril formation, or previously Either breaking the formed fibrils is possible, thus allowing the design of peptides that can be used as therapeutic agents.

例えば、配列番号9、配列番号10、配列番号11、配列番号17、配列番号19、配列番号25または配列番号30によって包含されるペプチドを治療のために利用することができる。なぜならば、これは、下記の実施例の節に示すように、そのようなペプチドは、野生型ペプチドと比較したとき、凝集を示さず(配列番号9)、または、遅い凝集速度論を示す(配列番号9および配列番号10)からである。アミロイド形成は非常に遅いプロセスであるので、これらのペプチド配列は、生理学的条件のもとでアミロイドーシスを完全に阻害するか、または著しく遅らせると考えられる。   For example, the peptides encompassed by SEQ ID NO: 9, SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 11, SEQ ID NO: 17, SEQ ID NO: 19, SEQ ID NO: 25 or SEQ ID NO: 30 can be utilized for therapy. This is because, as shown in the Examples section below, such peptides show no aggregation (SEQ ID NO: 9) or slow aggregation kinetics when compared to the wild type peptide ( From SEQ ID NO: 9 and SEQ ID NO: 10). Since amyloid formation is a very slow process, these peptide sequences are believed to completely inhibit or significantly delay amyloidosis under physiological conditions.

本明細書に用いる用語「ペプチド」とは、天然ペプチド(分解産物、合成ペプチド又は組換えペプチドのいずれか)並びにペプチドを生体中でより安定又はより細胞内への浸透が可能なように修飾していてもよいペプチド類似体(ペプチドアナログ)であるペプトイド及びセミペプトイドなどのペプチド擬似体(典型的には、合成ペプチド)を含む。このような修飾としては、N末端修飾、C末端修飾、ペプチド結合修飾が挙げられるがこれらに限定されず、CH−NH、CH−S、CH−S=O、O=C−NH、CH−O、CH−CH、S=C−NH、CH=CH又はCF=CH、骨格修飾及び残基修飾が挙げられるがこれらに限定されない。ペプチド擬似体化合物を調製する方法は、当該技術分野ではよく知られており、例えばQuantitative Drug Design, C.A.Ramsden Gd.,Chapter 17.2,F.Choplin Pergamon出版(1992)に特定され、これは本明細書中に完全に記載されているか如く参考文献により取り込まれている。これに関するさらなる詳細を以下に記載する。 As used herein, the term “peptide” refers to a natural peptide (either a degradation product, a synthetic peptide, or a recombinant peptide) as well as a peptide that has been modified to be more stable in the living body or more permeable into cells. Peptide mimetics (typically synthetic peptides) such as peptoids and semipeptoids, which may be peptide analogs (peptide analogs). Such modifications include, but are not limited to, N-terminal modification, C-terminal modification, peptide bond modification, CH 2 —NH, CH 2 —S, CH 2 —S═O, O═C—NH. , CH 2 —O, CH 2 —CH 2 , S═C—NH, CH═CH or CF═CH, skeletal modifications and residue modifications. Methods for preparing peptidomimetic compounds are well known in the art and are described, for example, in Quantitative Drug Design, C.I. A. Ramsden Gd. , Chapter 17.2, F. Specified in Choplin Pergamon publication (1992), which is incorporated by reference as if fully set forth herein. Further details on this are described below.

ペプチド内のペプチド結合(−CO−NH−)を、例えばN−メチル化結合(−N(CH)−CO−)、エステル結合(−C(R)H−C−O−O−C(R)−N−)、ケトメチレン結合(−CO−CH−)、α−アザ結合(−NH−N(R)−CO−)(式中、Rは例えばメチルなどのアルキル基)、カルバ結合(−CH−NH−)、ヒドロキシエチレン結合(−CH(OH)−CH−)、チオアミド結合(−CS−NH−)、オレフィン二重結合(−CH=CH−)、レトロアミド結合(−NH−CO−)、ペプチド誘導体(−N(R)−CH−CO−)(式中、Rは炭素原子上に天然に存在する「通常の」側鎖)により置換してもよい。 A peptide bond (—CO—NH—) in a peptide can be converted into, for example, an N-methylated bond (—N (CH 3 ) —CO—), an ester bond (—C (R) H—C—O—O—C ( R) —N—), ketomethylene bond (—CO—CH 2 —), α-aza bond (—NH—N (R) —CO—) (wherein R is an alkyl group such as methyl), carba bond (—CH 2 —NH—), hydroxyethylene bond (—CH (OH) —CH 2 —), thioamide bond (—CS—NH—), olefin double bond (—CH═CH—), retroamide bond ( -NH-CO-), peptide derivatives (-N (R) -CH 2 -CO -) ( wherein, R may be substituted by the "normal" side chain) that are naturally present on the carbon atom.

これらの修飾は、ペプチド鎖に沿った結合のいずれにおいて生じてもよく、同時に数箇所(2〜3箇所)で生じてもよい。   These modifications may occur at any of the bonds along the peptide chain, and may occur at several places (2 to 3 places) at the same time.

天然芳香族アミノ酸、Trp、Tyr及びPheが、フェニルグリシン、Tic、ナフチルアラニン(Nal)、フェニルイソセリン、トレオニノール、Pheの環状メチル化誘導体、Phe又はo−メチル−Tyrのハロゲン化誘導体などの合成非天然酸で置換してもよい。   Synthesis of natural aromatic amino acids, Trp, Tyr and Phe, such as phenylglycine, Tic, naphthylalanine (Nal), phenylisoserine, threoninol, cyclic methylated derivatives of Phe, halogenated derivatives of Phe or o-methyl-Tyr It may be substituted with a non-natural acid.

上記よりさらに、本発明のペプチドは1つ以上の修飾されたアミノ酸または1つ以上の非アミノ酸モノマ−(例えば脂肪酸、炭水化物複合体など)も含んでもよい。   In addition to the above, the peptides of the present invention may also comprise one or more modified amino acids or one or more non-amino acid monomers (eg fatty acids, carbohydrate complexes, etc.).

本明細書中及び請求の範囲の部分中に用いる用語「アミノ酸」又は「アミノ酸(複数)」とは、20個の天然に生じるアミノ酸であって、これらのアミノ酸はしばしば翻訳後にin vivoで修飾され、例えばヒドロキシプロリン、ホスホセリン及びホスホトレオニンが挙げられ、及び2−アミノアジピン酸、ヒドロキシリジン、イソデスモシン、ノル−バリン、ノル−ロイシン及びオルニチンなどの、しかしこれらに限定されない他の通常にはないアミノ酸を含むものと理解されるべきである。さらに、用語「アミノ酸」はD−及びL−アミノ酸の両者を含む。   The term “amino acid” or “amino acid (s)” as used herein and in the claims section refers to the 20 naturally occurring amino acids that are often post-translationally modified in vivo. Other unusual amino acids such as, but not limited to, 2-aminoadipic acid, hydroxylysine, isodesmosine, nor-valine, nor-leucine and ornithine, including, for example, hydroxyproline, phosphoserine and phosphothreonine. It should be understood as including. Furthermore, the term “amino acid” includes both D- and L-amino acids.

以下の表1及び2は、本発明において用いられる天然に生じるアミノ酸(表1)及び慣用でない又は修飾アミノ酸(表2)を挙げる。
Tables 1 and 2 below list naturally occurring amino acids (Table 1) and non-conventional or modified amino acids (Table 2) used in the present invention.

本発明のペプチドは、好ましくは、ペプチドが可溶性の形態であることが要求される治療薬または診断薬において利用されるので、本発明のペプチドは、好ましくは、1つ以上の非天然型または天然型の極性アミノ酸を含み、そのようなアミノ酸には、そのヒドロキシル含有側鎖によりペプチドの溶解性を増大させることができるセリンおよびトレオニンが含まれるが、これらに限定されない。   Since the peptides of the present invention are preferably utilized in therapeutics or diagnostics where the peptide is required to be in a soluble form, the peptides of the present invention are preferably one or more non-natural or natural Types of polar amino acids, such amino acids include, but are not limited to, serine and threonine, which can increase the solubility of the peptide through its hydroxyl-containing side chains.

治療用の場合、本発明のペプチドは、好ましくは、少なくとも一つのβ−シート破壊剤アミノ酸残基を含み、それは以下に記載されるようなペプチド配列に位置される。そのようなβ−シート破壊剤アミノ酸を含むペプチドは、アミロイドポリペプチドの認識を保持するが、その凝集を予防する(以下の実施例の節の実施例40〜45参照)。本発明のこの局面の一つの好ましい実施態様によれば、β−シート破壊剤アミノ酸は、約−120度〜−140度の典型的なβ−シートφ角でなく、約−60度〜+25度の限定されたφ角によって特徴づけられ、それによりアミロイド原繊維のβ−シート構造を破壊する、プロリンの如き天然に存在するアミノ酸である(例えば、配列番号45,112,119,120,122,123,128,130,134,138,139,140,141,143,144,146,147および148、「背景技術」の節を参照)。他のβ−シート破壊剤アミノ酸はアスパラギン酸、グルタミン酸、グリシン、リジンおよびセリンを含むが、これに限定されない(ChouおよびFasman(1978),Annu.Rev.Biochem.47,258による)。   For therapeutic purposes, the peptides of the present invention preferably comprise at least one β-sheet breaker amino acid residue, which is located in a peptide sequence as described below. Peptides containing such β-sheet disruptor amino acids retain amyloid polypeptide recognition but prevent its aggregation (see Examples 40-45 in the Examples section below). According to one preferred embodiment of this aspect of the invention, the β-sheet breaker amino acid is about −60 degrees to +25 degrees rather than the typical β-sheet φ angle of about −120 degrees to −140 degrees. Of naturally occurring amino acids such as proline (eg, SEQ ID NOs: 45, 112, 119, 120, 122, etc.), which are characterized by a limited φ angle, thereby destroying the β-sheet structure of amyloid fibrils. 123, 128, 130, 134, 138, 139, 140, 141, 143, 144, 146, 147 and 148, see section "Background Art"). Other β-sheet breaker amino acids include, but are not limited to, aspartic acid, glutamic acid, glycine, lysine and serine (according to Chou and Fasman (1978), Annu. Rev. Biochem. 47,258).

本発明のこの局面の別の好ましい実施態様によれば、β−シート破壊剤アミノ酸残基は、Cα−メチル化アミノ酸の如き合成アミノ酸であり、その立体構造条件が制限される[Balaram,(1999),J.Pept.Res.54,195〜199]。天然のアミノ酸と違って、Cα−メチル化アミノ酸はCαに結合された水素原子を有し、それはアミド結合のφおよびΨ角に関してそれらの立体特性に幅広く影響する。従って、アラニンは幅広い範囲の可能なφおよびΨ立体構造を有するが、α−アミノイソブチル酸(Aib、上の表2参照)は制限されたφおよびΨ立体構造を有する。従って、少なくとも一つのAib残基で置換される本発明のペプチドは、アミロイドポリペプチドを結合できるが、その凝集を防止する(実施例40〜44参照)。このようなペプチドは配列番号113,114,117,118,121,135,136,137,143,145,149,129および131に記載されている。   According to another preferred embodiment of this aspect of the invention, the β-sheet breaker amino acid residue is a synthetic amino acid, such as a Cα-methylated amino acid, and its conformational conditions are limited [Balaram, (1999). ), J .; Pept. Res. 54, 195-199]. Unlike natural amino acids, Cα-methylated amino acids have a hydrogen atom bonded to Cα, which has a wide influence on their steric properties with respect to the φ and ψ angles of amide bonds. Thus, alanine has a wide range of possible φ and ψ configurations, while α-aminoisobutyric acid (Aib, see Table 2 above) has a limited φ and ψ configuration. Thus, peptides of the invention that are substituted with at least one Aib residue can bind amyloid polypeptides but prevent their aggregation (see Examples 40-44). Such peptides are described in SEQ ID NOs: 113, 114, 117, 118, 121, 135, 136, 137, 143, 145, 149, 129 and 131.

本発明のこの局面のβ−シート破壊剤アミノ酸はペプチドのX−Y/Y−Xアミノ酸配列の位置Yに位置されることができる(例えば、配列番号123,143,144,145,146,147,148参照)。あるいは、本発明のこの局面のペプチドは少なくとも3個のアミノ酸であることができ、かつX−Y/Y−Xアミノ酸配列以外のいずれかの位置に破壊剤アミノ酸を含む(例えば配列番号117参照)。   The β-sheet disrupter amino acid of this aspect of the invention can be located at position Y of the XY / YX amino acid sequence of the peptide (eg, SEQ ID NOs: 123, 143, 144, 145, 146, 147). 148). Alternatively, the peptide of this aspect of the invention can be at least 3 amino acids and includes a disrupter amino acid at any position other than the XY / YX amino acid sequence (see, eg, SEQ ID NO: 117). .

β−シート破壊剤アミノ酸は芳香族残基の上流に(配列番号122参照)またはその下流に(配列番号123参照)位置されてもよい。   The β-sheet breaker amino acid may be located upstream of the aromatic residue (see SEQ ID NO: 122) or downstream (see SEQ ID NO: 123).

本発明のこの局面の一つの好ましい実施態様によれば、ペプチドは3個のアミノ酸の長さであり、Yは芳香族アミノ酸であり、アミノ酸配列X−YまたはY−Xに結合されたアミノ酸残基はβ−シート破壊剤アミノ酸であり、それはペプチドのC末端で結合されることが好ましい(例えば配列番号135および140)。   According to one preferred embodiment of this aspect of the invention, the peptide is 3 amino acids long, Y is an aromatic amino acid, and the amino acid residue bound to the amino acid sequence XY or Y-X. The group is a β-sheet breaker amino acid, which is preferably attached at the C-terminus of the peptide (eg, SEQ ID NO: 135 and 140).

本発明のこの局面の別の好ましい実施態様によれば、ペプチドは2個のアミノ酸の長さであり、かつYはβ−シート破壊剤アミノ酸である(例えば配列番号121,143〜148)。   According to another preferred embodiment of this aspect of the invention, the peptide is 2 amino acids in length and Y is a β-sheet breaker amino acid (eg, SEQ ID NOs: 121, 143-148).

本発明のこの局面の最も好ましい実施態様によれば、ペプチドは下記一般式を有するジペプチドである:
式中、CはD配置(R配置とも称される)を有するキラルな炭素であり、
およびRは各々独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、アリール、カルボキシ、チオカルボキシ、C−カルボキシレートおよびC−チオカルボキシレートからなる群から選択され;
はヒドロキシ、アルコキシ、アリールオキシ、チオヒドロキシ、チオアルコキシ、チオアリールオキシ、ハロおよびアミンからなる群から選択され;そして
はアルキルである。
According to the most preferred embodiment of this aspect of the invention, the peptide is a dipeptide having the general formula:
Where C * is a chiral carbon having the D configuration (also referred to as the R configuration)
R 1 and R 2 are each independently selected from the group consisting of hydrogen, alkyl, cycloalkyl, aryl, carboxy, thiocarboxy, C-carboxylate and C-thiocarboxylate;
R 3 is selected from the group consisting of hydroxy, alkoxy, aryloxy, thiohydroxy, thioalkoxy, thioaryloxy, halo and amine; and R 4 is alkyl.

本明細書中で使用される用語「アルキル」は、直鎖基および分枝鎖基を含む飽和した脂肪族炭化水素を示す。好ましくは、アルキル基は1個〜20個の炭素原子を有する。数値範囲、例えば「1個〜20個」が本明細書で述べられる場合は常に、それは基(この場合はアルキル基)が1個の炭素原子、2個の炭素原子、3個の炭素原子などの20個までの炭素原子を含むということを意味する。さらに好ましくは、アルキル基は、1個〜10個の炭素原子を有する中程度のサイズのアルキルである。最も好ましくは、他に示さない限り、アルキル基は、1個〜4個の炭素原子を有する低級アルキルである。アルキル基は、置換または非置換であり得る。置換されるとき、置換基は、例えば、ハロ、ヒドロキシ、シアノ、ニトロおよびアミノであり得る。   The term “alkyl” as used herein refers to a saturated aliphatic hydrocarbon including straight chain and branched chain groups. Preferably, the alkyl group has 1 to 20 carbon atoms. Whenever a numerical range, such as “1-20” is mentioned herein, it means that the group (in this case an alkyl group) is 1 carbon atom, 2 carbon atoms, 3 carbon atoms, etc. Of up to 20 carbon atoms. More preferably, the alkyl group is a medium size alkyl having 1 to 10 carbon atoms. Most preferably, unless otherwise indicated, the alkyl group is a lower alkyl having 1 to 4 carbon atoms. Alkyl groups can be substituted or unsubstituted. When substituted, the substituents can be, for example, halo, hydroxy, cyano, nitro and amino.

「シクロアルキル」基は、環の1つまたは複数が完全共役のπ電子系を有しない、すべて炭素からなる単環基または縮合環(すなわち、隣接炭素原子対を共有する環)基を示す。シクロアルキル基の非限定な例には、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロペンテン、シクロヘキサン、シクロヘキサジエン、シクロヘプタン、シクロヘプタトリエンおよびアダマンタンがある。シクロアルキル基は、置換または非置換であり得る。置換されるとき、置換基は、例えば、アルキル、ハロ、ヒドロキシ、シアノ、ニトロおよびアミノであり得る。   A “cycloalkyl” group refers to a monocyclic or fused ring (ie, ring that shares a pair of adjacent carbon atoms) group consisting of all carbons, in which one or more of the rings do not have a fully conjugated pi-electron system. Non-limiting examples of cycloalkyl groups include cyclopropane, cyclobutane, cyclopentane, cyclopentene, cyclohexane, cyclohexadiene, cycloheptane, cycloheptatriene and adamantane. Cycloalkyl groups can be substituted or unsubstituted. When substituted, the substituents can be, for example, alkyl, halo, hydroxy, cyano, nitro and amino.

「アリール」基は、完全共役のπ電子系を有する、すべて炭素からなる単環基または縮合多環(すなわち、隣接炭素原子対を共有する環)基を示す。アリール基の非限定的な例には、フェニル、ナフタレニルおよびアントラセニルがある。アリール基は、置換または非置換であり得る。置換されるとき、置換基は、例えば、アルキル、シクロアルキル、ハロ、ヒドロキシ、アルコキシ、チオヒドロキシ、チオアルコキシ、シアノ、ニトロおよびアミノであり得る。   An “aryl” group refers to a monocyclic or fused polycyclic (ie, ring that shares a pair of adjacent carbon atoms) group consisting of all carbons with a fully conjugated pi-electron system. Non-limiting examples of aryl groups include phenyl, naphthalenyl and anthracenyl. Aryl groups can be substituted or unsubstituted. When substituted, the substituents can be, for example, alkyl, cycloalkyl, halo, hydroxy, alkoxy, thiohydroxy, thioalkoxy, cyano, nitro and amino.

「ヒドロキシ」基は−OH基を示す。   A “hydroxy” group refers to an —OH group.

「アルコキシ」基は、本明細書中で定義されるように、−O−アルキル基および−O−シクロアルキル基の両方を示す。   An “alkoxy” group refers to both an —O-alkyl and an —O-cycloalkyl group, as defined herein.

「アリールオキシ」基は、本明細書中で定義されるように、−O−アリール基を示す。   An “aryloxy” group refers to an —O-aryl group, as defined herein.

「チオヒドロキシ」基は−SH基を示す。   A “thiohydroxy” group refers to a —SH group.

「チオアルコキシ」基は、本明細書中で定義されるように、−S−アルキル基および−S−シクロアルキル基の両方を示す。   A “thioalkoxy” group refers to both an —S-alkyl and an —S-cycloalkyl group, as defined herein.

「チオアリールオキシ」基は、本明細書中で定義されるように、−S−アリール基を示す。   A “thioaryloxy” group refers to an —S-aryl group, as defined herein.

「カルボキシ」基は、本明細書中で定義されるように、−C(=O)−R’基(式中、R’は、水素、ハロ、アルキル、シクロアルキルまたはアリールを示す。   A “carboxy” group is a —C (═O) —R ′ group, where R ′ represents hydrogen, halo, alkyl, cycloalkyl or aryl, as defined herein.

「チオカルボキシ」基は−C(=S)−R’基(式中、R’は本明細書中で定義される通りである)を示す。   A “thiocarboxy” group refers to a —C (═S) —R ′ group, where R ′ is as defined herein.

「C−カルボキシレート」基は−C(=O)−O−R’基(式中、R’は本明細書中で定義される通りである)を示す。   A “C-carboxylate” group refers to a —C (═O) —O—R ′ group, where R ′ is as defined herein.

「O−チオカルボキシレート」基は−C(=S)−O−R’基(式中、R’は本明細書中で定義される通りである)を示す。   An “O-thiocarboxylate” group refers to a —C (═S) —O—R ′ group, where R ′ is as defined herein.

「ハロ」基は、フッ素、塩素、臭素またはヨウ素を示す。   A “halo” group refers to fluorine, chlorine, bromine or iodine.

「アミン」基は−NR’R’’基(式中、R’は本明細書中で定義される通りであり、R’’はR’について規定される通りである)を示す。   An “amine” group refers to a —NR′R ″ group, where R ′ is as defined herein and R ″ is as defined for R ′.

「ニトロ」基は−NO基を示す。 A “nitro” group refers to a —NO 2 group.

「シアノ」基は−C≡N基を示す。   A “cyano” group refers to a —C≡N group.

好ましくは、Rはメチルであり、従って上の化合物はD−トリプトファン−α−アミノブチル酸(D−Trp−aibまたはD−トリプトファン−α−メチル−アラニンとも称される)、またはその誘導体である。 Preferably, R 4 is methyl, so the above compound is D-tryptophan-α-aminobutyric acid (also referred to as D-Trp-aib or D-tryptophan-α-methyl-alanine), or a derivative thereof. is there.

改変されていないジペプチド、L−配置を有するペプチド、逆転された配置を有するペプチド(即ち、トリプトファン(D/L)のC〜N配列およびα−メチルアラニン)、または上記ペプチド配列を包含する巨大分子(例えば、ペプチド、固定されたペプチド)が知られていることが認識されるだろう(例えば、WO 02/094857,WO 02/094857,EP特許No.966975,US特許No.6255286,6251625,6162828および5304470)。しかしながら、このような分子は上で記載されたペプチドとは化学的にかつ生物学的に異なり、その独自の活性はその構造に厳しく依存する。   An unmodified dipeptide, a peptide having an L-configuration, a peptide having an inverted configuration (ie, C-N sequence of tryptophan (D / L) and α-methylalanine), or a macromolecule comprising the peptide sequence It will be appreciated that (eg, peptides, immobilized peptides) are known (eg, WO 02/094857, WO 02/094857, EP Patent No. 966975, US Patent No. 6255286, 6215625, 6162828). And 5304470). However, such molecules are chemically and biologically different from the peptides described above and their unique activity depends strictly on their structure.

本発明のペプチドは、好ましくは、直鎖状形態で利用されるが、環化がペプチド特性を大きく妨害しない場合には、環状形態のペプチドもまた利用され得ることが理解される。   The peptides of the present invention are preferably utilized in a linear form, but it is understood that cyclic forms of peptides can also be utilized if cyclization does not significantly interfere with peptide properties.

環状ペプチドは、環状形態で合成され得るか、または所望される条件(例えば、生理学的条件)のもとで環状形態を取るように構成され得るかのいずれかである。   Cyclic peptides can either be synthesized in a cyclic form or can be configured to take a cyclic form under desired conditions (eg, physiological conditions).

例えば、本発明の教示によるペプチドはコアペプチド配列に隣接する少なくとも2個のシステイン残基を含むことができる。この場合において、環化は二つのCys残基間のS−S結合の形成によって作成されることができる。側鎖と側鎖の環化はまた、式−(−CH−)−S−CH−C−(但し、n=1または2である)の相互作用結合の形成によって作成されることができ、それは例えばCysまたはホモCysの含有およびその自由SH基と例えばブロモアセチル化Lys,Orn,DabまたはDapの反応によって可能である。さらに、環化は、例えばアミド結合形成によって、例えばGlu,Asp,Lys,Orn,ジアミノブチル(Dab)酸、ジアミノプロピオン(Dap)酸を鎖(−CO−NHまたは−NH−CO結合)の様々な位置に含ませることによって得られることができる。骨格と骨格の環化はまた、式H−N((CH−COOH)−C(R)H−COOHまたはH−N((CH−COOH)−C(R)H−NH(式中、n=1〜4であり、さらにRはアミノ酸の天然または非天然の側鎖である)の改変されたアミノ酸によって得られることができる。 For example, a peptide according to the teachings of the present invention can include at least two cysteine residues adjacent to the core peptide sequence. In this case, the cyclization can be created by the formation of an SS bond between the two Cys residues. Side chain to side chain cyclization may also be created by the formation of an interactive bond of the formula — (— CH 2 —) n —S—CH 2 —C—, where n = 1 or 2. This is possible, for example, by inclusion of Cys or homoCys and reaction of its free SH group with eg bromoacetylated Lys, Orn, Dab or Dap. In addition, cyclization can be accomplished, for example, by amide bond formation, for example, Glu, Asp, Lys, Orn, diaminobutyl (Dab) acid, diaminopropion (Dap) acid in various chains (—CO—NH or —NH—CO bonds). It can be obtained by including it in various positions. Cyclization of skeleton and skeletal also has the formula H-N ((CH 2) n -COOH) -C (R) H-COOH or H-N ((CH 2) n -COOH) -C (R) H- It can be obtained with a modified amino acid of NH 2 , where n = 1 to 4 and R is a natural or non-natural side chain of the amino acid.

従って、本発明は、原繊維の会合を導くアミロイドペプチドの構造的決定因子の正体に関する結論的データを提供する。   The present invention thus provides conclusive data regarding the identity of structural determinants of amyloid peptides that lead to fibril assembly.

そのため、本発明により、アミロイドーシスの予防/処置または診断のために利用することができる様々なペプチド配列の設計が可能になる。   Thus, the present invention allows the design of various peptide sequences that can be utilized for the prevention / treatment or diagnosis of amyloidosis.

実施例6〜35に記載されているように、本発明者は数多くのアミロイド関連タンパク質において本発明のコンセンサスな芳香族配列(配列番号7)を同定することができたことが理解される。従って、本発明により、本質的にすべてのアミロイド形成タンパク質のアミロイド形成フラグメントを正確に同定することが可能になる。   As described in Examples 6-35, it is understood that the inventors were able to identify the consensus aromatic sequence of the present invention (SEQ ID NO: 7) in a number of amyloid-related proteins. Thus, the present invention makes it possible to accurately identify amyloidogenic fragments of essentially all amyloidogenic proteins.

さらに、小さい芳香族分子、例えば、Ro47−1816/001[Kuner他(2000)、J.Biol.Chem.、275:1673〜8、図2a参照]および3−p−トルオイル−2−[4’−(3−ジエチルアミノプロポキシ)フェニル]ベンゾフラン[Twyman(1999)、Tetrahedron Letters、40:9383〜9384]などが、アルツハイマー病のβ−ポリペプチドの重合を阻害することにおいて有効であることが明らかにされており[Findeis他(2000)、Biochem.Biophys.Acta、1503:76〜84]、その一方で、芳香族要素を含有するアミロイド特異的色素、例えば、コンゴーレッド(図2b)およびチオフラビンT(図2c)などが一般的なアミロイド形成阻害剤であるという事実は、本発明の認識モチーフを、アミロイドの自己会合のためには十分であることを実証している。   In addition, small aromatic molecules such as Ro47-1816 / 001 [Kuner et al. (2000) J. MoI. Biol. Chem. 275: 1673-8, see FIG. 2a] and 3-p-toluoyl-2- [4 ′-(3-diethylaminopropoxy) phenyl] benzofuran [Twyman (1999), Tetrahedron Letters, 40: 9383-9384] and the like. Have been shown to be effective in inhibiting the polymerization of β-polypeptides of Alzheimer's disease [Findeis et al. (2000), Biochem. Biophys. Acta, 1503: 76-84], on the other hand, amyloid-specific dyes containing aromatic elements such as Congo Red (FIG. 2b) and Thioflavin T (FIG. 2c) are common amyloid formation inhibitors. This fact demonstrates that the recognition motif of the present invention is sufficient for amyloid self-association.

本発明のペプチドを得ることができることにより、アミロイド斑を解離させるために、またはアミロイド斑の形成を予防するために使用することができる、本発明のペプチドに対する抗体を作製することが可能になる(米国特許第5688561号)。   The ability to obtain the peptides of the present invention makes it possible to produce antibodies against the peptides of the present invention that can be used to dissociate amyloid plaques or prevent the formation of amyloid plaques ( US Pat. No. 5,688,561).

用語「抗体」は、完全な抗体分子、ならびに、マクロファージに結合することができるその機能的フラグメント、例えば、Fab、F(ab’)およびFvなどを示す。これらの機能的な抗体フラグメントは下記のように定義される:(i)Fab、抗体分子の一価の抗原結合フラグメントを含有するフラグメントであり、完全な抗体を酵素パパインで消化して、完全な軽鎖と、一方の重鎖の一部とを生じさせることによって製造することができるフラグメント;(ii)Fab’、完全な抗体をペプシンで処理し、その後、還元して、完全な軽鎖と、重鎖の一部とを生じさせることによって得ることができる抗体分子のフラグメント;抗体分子1個あたり2つのFab’フラグメントが得られる;(iii)F(ab’)、完全な抗体を、その後の還元を伴うことなく、酵素ペプシンで処理することによって得ることができる抗体のフラグメント;F(ab’)は、2つのFab’フラグメントが2つのジスルフィド結合によって互いに結合している二量体である;(iv)Fv、これは、2つの鎖として発現された軽鎖の可変領域および重鎖の可変領域を含有する遺伝子操作されたフラグメントとして規定される;および(v)単鎖抗体(「SCA」)、遺伝子融合された単一鎖分子として好適なポリペプチドリンカーによって連結された軽鎖の可変領域および重鎖の可変領域を含有する遺伝子操作された分子。 The term “antibody” refers to intact antibody molecules and functional fragments thereof that are capable of binding to macrophages, such as Fab, F (ab ′) 2 and Fv. These functional antibody fragments are defined as follows: (i) Fab, a fragment containing a monovalent antigen-binding fragment of an antibody molecule and digesting the complete antibody with the enzyme papain Fragment that can be produced by generating a light chain and part of one heavy chain; (ii) Fab ′, a complete antibody treated with pepsin and then reduced to form a complete light chain A fragment of an antibody molecule that can be obtained by generating part of a heavy chain; two Fab ′ fragments are obtained per antibody molecule; (iii) F (ab ′) 2 , a complete antibody, without subsequent reduction, fragment of an antibody that can be obtained by treating with the enzyme pepsin; F (ab ') 2, the two Fab' fragments of two Ges Dimers linked together by fido bonds; (iv) Fv, which is defined as a genetically engineered fragment containing the variable region of the light chain and the variable region of the heavy chain expressed as two chains And (v) a genetically engineered containing a light chain variable region and a heavy chain variable region linked by a polypeptide linker suitable as a single chain antibody ("SCA"), a gene fused single chain molecule. Molecules.

これらのフラグメントを作製する様々な方法がこの分野では知られている(例えば、HarlowおよびLane、Antibodies:A Laboratory Manual、Cold Spring Harbor Laboratory、New York、1988(これは参考として組み込まれる)を参照のこと)。   Various methods of making these fragments are known in the art (see, eg, Harlow and Lane, Antibodies: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, New York, 1988, which is incorporated by reference). about).

抗体(すなわち、モノクローナルおよびポリクローナル)を作製する様々な方法がこの分野では広く知られている。抗体は、この分野で知られているいくつかの方法のいずれか1つによって作製することができる。そのような方法では、抗体分子のインビボ産生の誘導、開示されているように免疫グロブリンライブラリーまたは非常に特異的な結合試薬のパネルをスクリーニングすること[Orlandi D.R.他(1989)、Proc.Natl.Acad.Sci.、86:3833〜3837;Winter G.他(1991)、Nature、349:293〜299]、あるいは、培養での連続した細胞株によるモノクローナル抗体分子の作製を用いることができる。これらには、限定されないが、ハイブリドーマ技術、ヒトB細胞ハイブリドーマ技術、およびエプスタイン−バールウイルス(EBV)−ハイブリドーマ技術が含まれる[Kohler G.他(1975)、Nature、256:495〜497;Kozbor D.他(1985)、J.Immunol.Methods、81:31〜42;Cote R.J.他(1983)、Proc.Natl.Acad.Sci.、80:2026〜2030;Cole S.P.他(1984)、Mol.Cell.Biol.、62:109〜120]。   Various methods for making antibodies (ie, monoclonal and polyclonal) are well known in the art. Antibodies can be made by any one of several methods known in the art. In such methods, induction of in vivo production of antibody molecules, screening a library of immunoglobulin libraries or highly specific binding reagents as disclosed [Orlandi D. et al. R. Et al. (1989), Proc. Natl. Acad. Sci. 86: 3833-3837; Winter G. et al. Et al. (1991), Nature, 349: 293-299], or the production of monoclonal antibody molecules by continuous cell lines in culture can be used. These include, but are not limited to, hybridoma technology, human B cell hybridoma technology, and Epstein-Barr virus (EBV) -hybridoma technology [Kohler G. et al. Et al. (1975) Nature 256: 495-497; Kozbor D. et al. Et al. (1985), J. Am. Immunol. Methods, 81: 31-42; J. et al. Et al. (1983), Proc. Natl. Acad. Sci. 80: 2026-2030; Cole S .; P. Et al. (1984), Mol. Cell. Biol. 62: 109-120].

本発明による抗体フラグメントは、抗体のタンパク質分解的加水分解によって、またはフラグメントをコードするDNAの大腸菌もしくは哺乳動物細胞(例えば、チャイニーズハムスター卵巣細胞培養物もしくは他のタンパク質発現システム)での発現によって調製することができる。   Antibody fragments according to the present invention are prepared by proteolytic hydrolysis of the antibody or by expression of the DNA encoding the fragment in E. coli or mammalian cells (eg, Chinese hamster ovary cell culture or other protein expression systems). be able to.

抗体フラグメントは、従来の方法による完全な抗体のペプシン消化またはパパイン消化によって得ることができる。例えば、抗体フラグメントを、F(ab’)として示される5Sフラグメントを得るためにペプシンによる抗体の酵素切断によって作製することができる。このフラグメントは、3.5SのFab’一価フラグメントを作製するために、チオール還元剤と、そして必要な場合には、ジスルフィド結合の切断により生じるスルフヒドリル基に対する保護基とを使用してさらに切断することができる。あるいは、ペプシンを使用する酵素切断では、2つの一価Fab’フラグメントおよび1つのFcフラグメントが直接生じる。これらの方法は、例えば、Goldenbergの米国特許第4036945号および同第4331647号、ならびにそれらに含まれる参考文献に記載されている(そのような特許はその全体が参考として本明細書により組み込まれる)。Porter、R.R.、Biochem.J.、73:119〜126、1959もまた参照のこと。フラグメントが、完全な抗体により認識される抗原に結合する限り、抗体を切断する他の方法、例えば、一価の軽−重鎖フラグメントを形成させるための重鎖の分離、フラグメントのさらなる切断、あるいは、他の酵素的技術、化学的技術または遺伝学的技術などもまた使用することができる。 Antibody fragments can be obtained by pepsin digestion or papain digestion of complete antibodies by conventional methods. For example, antibody fragments can be generated by enzymatic cleavage of antibodies with pepsin to obtain a 5S fragment denoted as F (ab ′) 2 . This fragment is further cleaved using a thiol reducing agent and, if necessary, a protecting group for the sulfhydryl group resulting from cleavage of the disulfide bond to create a 3.5S Fab ′ monovalent fragment. be able to. Alternatively, enzymatic cleavage using pepsin produces two monovalent Fab ′ fragments and one Fc fragment directly. These methods are described, for example, in Goldenberg, US Pat. Nos. 4,036,945 and 4,331,647, and references contained therein (such patents are hereby incorporated by reference in their entirety). . Porter, R.A. R. Biochem. J. et al. 73: 119-126, 1959. As long as the fragment binds to the antigen recognized by the intact antibody, other methods of cleaving the antibody, such as separation of the heavy chain to form a monovalent light-heavy chain fragment, further cleavage of the fragment, or Other enzymatic, chemical or genetic techniques can also be used.

Fvフラグメントは、V鎖およびV鎖の会合を含む。この会合は、Inbar他、Proc.Nat’l.Acad.Sci.USA、69:2659〜62、1972に記載されるように非共有結合であり得る。あるいは、可変鎖を、分子間ジスルフィド結合によって連結することができ、または、グルタルアルデヒドなどの化学試薬によって架橋することができる。好ましくは、Fvフラグメントは、ペプチドリンカーによってつながれたV鎖およびV鎖を含む。これらの単鎖の抗原結合タンパク質(sFv)は、オリゴヌクレオチドによってつながれたVドメインおよびVドメインをコードするDNA配列を含む構造遺伝子を構築することによって調製される。構造遺伝子は発現ベクターに挿入され、その後、発現ベクターは、大腸菌などの宿主細胞に導入される。組み換え宿主細胞により、リンカーペプチドが2つのVドメインをつないでいる単一のペプチド鎖が合成される。sFvを製造するための様々な方法が、例えば、WhitlowおよびFilpula、Methods、2:97〜105、1991;Bird他、Science、242:423〜426、1988;Pack他、Bio/Technology、11:1271〜77、1993;Ladner他、米国特許第4946778号(これらはその全体が参考として本明細書により組み込まれる)によって記載される。 Fv fragments comprise an association of V H and V L chains. This meeting was organized by Inbar et al., Proc. Nat'l. Acad. Sci. USA, 69: 2659-62, 1972, which may be non-covalent. Alternatively, the variable chains can be linked by intermolecular disulfide bonds or can be crosslinked by chemical reagents such as glutaraldehyde. Preferably, the Fv fragment comprises a V H and V L chain connected by a peptide linker. These single chain antigen binding proteins (sFv) are prepared by constructing a structural gene comprising DNA sequences encoding the VH and VL domains connected by an oligonucleotide. The structural gene is inserted into an expression vector, which is then introduced into a host cell such as E. coli. Recombinant host cells synthesize a single peptide chain in which the linker peptide connects the two V domains. Various methods for producing sFv are described in, for example, Whitlow and Filpula Methods, 2: 97-105, 1991; Bird et al., Science, 242: 423-426, 1988; Pack et al., Bio / Technology, 11: 1271. ˜77, 1993; Ladner et al., US Pat. No. 4,946,778, which are hereby incorporated by reference in their entirety.

別の形態の抗体フラグメントは、1つだけの相補性決定領域(CDR)をコードするペプチドである。CDRペプチド(「最小認識ユニット」)を、目的とする抗体のCDRをコードする遺伝子を構築することによって得ることができる。そのような遺伝子は、例えば、抗体産生細胞のRNAから可変領域を合成するためにポリメラーゼ連鎖反応を使用することによって調製される。例えば、LarrickおよびFry、Methods、2:106〜10、1991を参照のこと。   Another form of antibody fragment is a peptide that encodes only one complementarity determining region (CDR). CDR peptides (“minimal recognition units”) can be obtained by constructing a gene encoding the CDR of the antibody of interest. Such genes are prepared, for example, by using the polymerase chain reaction to synthesize variable regions from the RNA of antibody producing cells. See, for example, Larrick and Fry, Methods 2: 106-10, 1991.

ヒトへの適用の場合、本発明の抗体は、好ましくは、ヒト化される。非ヒト(例えば、マウス)抗体のヒト化形態は、非ヒト免疫グロブリンに由来する最小限の配列を含有する、免疫グロブリン、免疫グロブリン鎖またはそのフラグメント(例えば、Fv、Fab、Fab’、F(ab’)、または抗体の他の抗原結合性の部分配列など)のキメラ分子である。ヒト化抗体には、レシピエントの相補的決定領域(CDR)に由来する残基が、所望する特異性、親和性および能力を有する、マウス、ラットまたはウサギなどの非ヒト種(ドナー抗体)のCDRに由来する残基によって置き換えられているヒト免疫グロブリン(レシピエント抗体)が含まれる。場合により、ヒト免疫グロブリンのFvフレームワーク残基が、対応する非ヒト残基によって置き換えられる。ヒト化抗体はまた、レシピエント抗体または導入されたCDR配列もしくはフレームワーク配列のいずれにも見出されない残基を含むことができる。一般に、ヒト化抗体は、実質的にすべての可変ドメイン、または少なくとも1つの可変ドメイン、典型的には2つの可変ドメインを含み、この場合、CDR領域のすべてまたは実質的にすべてが非ヒト免疫グロブリンのCDR領域に対応し、FR領域のすべてまたは実質的にすべてがヒト免疫グロブリンのコンセンサス配列のFR領域である。ヒト化抗体はまた、最適には、免疫グロブリン定常領域(Fc)の少なくとも一部を含み、典型的には、ヒト免疫グロブリンの定常領域の少なくとも一部を含む[Jones他、Nature、321:522〜525(1986);Riechmann他、Nature、332:323〜329(1988);Presta、Curr.Op.Struct.Biol.、2:593〜596(1992)]。 For human application, the antibodies of the present invention are preferably humanized. Humanized forms of non-human (eg, murine) antibodies are immunoglobulins, immunoglobulin chains or fragments thereof (eg, Fv, Fab, Fab ′, F () that contain minimal sequence derived from non-human immunoglobulin. ab ′) 2 , or other antigen-binding subsequences of antibodies)). Humanized antibodies include residues from non-human species (donor antibodies), such as mice, rats or rabbits, in which residues from the recipient's complementary determining region (CDR) have the desired specificity, affinity and ability. Human immunoglobulins (recipient antibodies) that are replaced by residues derived from CDRs are included. In some cases, Fv framework residues of the human immunoglobulin are replaced by corresponding non-human residues. Humanized antibodies can also comprise residues that are found neither in the recipient antibody nor in the introduced CDR or framework sequences. In general, a humanized antibody comprises substantially all variable domains, or at least one variable domain, typically two variable domains, wherein all or substantially all of the CDR regions are non-human immunoglobulin. And all or substantially all of the FR regions are FR regions of a human immunoglobulin consensus sequence. Humanized antibodies also optimally comprise at least a portion of an immunoglobulin constant region (Fc), and typically comprise at least a portion of the constant region of a human immunoglobulin [Jones et al., Nature, 321: 522. -525 (1986); Riechmann et al., Nature, 332: 323-329 (1988); Presta, Curr. Op. Struct. Biol. 2: 593-596 (1992)].

非ヒト抗体をヒト化するための様々な方法がこの分野では広く知られている。一般に、ヒト化抗体は、1つ以上のアミノ酸残基が、非ヒトである供給源からその中に導入されている。これらの非ヒトアミノ酸残基は、導入可変ドメインから典型的には選ばれる導入残基として示されることが多い。ヒト化は、本質的には、齧歯類のCDRまたはCDR配列をヒト抗体の対応する配列に置換することによって、Winterおよび共同研究者の方法[Jones他、Nature、321:522〜525(1986);Riechmann他、Nature、332:323〜327(1988);Verhoeyen他、Science、239:1534〜1536(1988)]に従って行うことができる。従って、そのようなヒト化抗体は、実質的には全体ではないヒト可変ドメインが、非ヒト種由来の対応する配列によって置換されているキメラ抗体である(米国特許第4816567号)。実際、ヒト化抗体は、典型的には、いくつかのCDR残基およびおそらくはいくつかのFR残基が齧歯類抗体における類似部位に由来する残基によって置換されているヒト抗体である。   Various methods for humanizing non-human antibodies are widely known in the art. Generally, a humanized antibody has one or more amino acid residues introduced into it from a source that is non-human. These non-human amino acid residues are often shown as introduced residues that are typically selected from introduced variable domains. Humanization essentially consists of the method of Winter and co-workers [Jones et al., Nature, 321: 522-525 (1986) by replacing rodent CDRs or CDR sequences with the corresponding sequences of human antibodies. Riechmann et al., Nature, 332: 323-327 (1988); Verhoeyen et al., Science, 239: 1534-1536 (1988)]. Accordingly, such humanized antibodies are chimeric antibodies in which substantially but not all human variable domains are replaced by corresponding sequences from non-human species (US Pat. No. 4,816,567). In fact, humanized antibodies are typically human antibodies in which some CDR residues and possibly some FR residues are substituted by residues from analogous sites in rodent antibodies.

ヒト抗体はまた、ファージディスプレーライブラリー[HoogenboomおよびWinter、J.Mol.Biol.、227:381(1991);Marks他、J.Mol.Biol.、222:581(1991)]を含む、この分野で知られている様々な技術を使用して製造することができる。Cole他およびBoerner他の技術もまた、ヒトモノクローナル抗体を調製するために利用することができる[Cole他、Monoclonal Antibodies and Cancer Therapy、Alan R.Liss、77頁(1985);Boerner他、J.Immunol.、147(1):86〜95(1991)]。同様に、ヒト抗体は、ヒト免疫グロブリン遺伝子座を、内因性の免疫グロブリン遺伝子が部分的または完全に不活性化されている遺伝子組換え動物(例えば、マウス)に導入することによって作製することができる。抗原刺激したとき、ヒト抗体の産生が観測され、その抗体産生は、遺伝子再配置、組み立ておよび抗体レパートリーを含むすべてのことにおいてヒトで見られる抗体産生と非常に類似している。この方法は、例えば、米国特許第5545807号、同第5545806号、同第5569825号、同第5625126号、同第5633425号、同第5661016号に記載され、また、下記の科学的刊行物に記載される:Marks他、Bio/Technology、10、779〜783(1992);Lonberg他、Nature、368:856〜859(1994);Morrison、Nature、368:812〜13(1994);Fishwild他、Nature Biotechnology、14、845〜51(1996);Neuberger、Nature Biotechnology、14、826(1996);LonbergおよびHuszar、Intern.Rev.Immunol.、13:65〜93(1995)。   Human antibodies are also available from phage display libraries [Hoogenboom and Winter, J. MoI. Mol. Biol. 227: 381 (1991); Marks et al., J. MoI. Mol. Biol. 222: 581 (1991)], and can be manufactured using a variety of techniques known in the art. The techniques of Cole et al. And Boerner et al. Can also be utilized to prepare human monoclonal antibodies [Cole et al., Monoclonal Antibodies and Cancer Therapy, Alan R., et al. Liss, p. 77 (1985); Boerner et al. Immunol. 147 (1): 86-95 (1991)]. Similarly, human antibodies can be generated by introducing human immunoglobulin loci into transgenic animals (eg, mice) in which endogenous immunoglobulin genes are partially or completely inactivated. it can. Upon antigen stimulation, human antibody production is observed, which is very similar to antibody production seen in humans in everything including gene rearrangement, assembly and antibody repertoire. This method is described, for example, in US Pat. Nos. 5,545,807, 5,545,806, 5,569,825, 5,625,126, 5,633,425, and 5,661,016, and described in the following scientific publications. : Marks et al., Bio / Technology, 10, 779-783 (1992); Lonberg et al., Nature, 368: 856-859 (1994); Morrison, Nature, 368: 812-13 (1994); Fishwild et al., Nature. Biotechnology, 14, 845-51 (1996); Neuberger, Nature Biotechnology, 14, 826 (1996); Lonberg and Huszar, Intern. Rev. Immunol. 13: 65-93 (1995).

本明細書中上記で述べられたように、本発明のペプチドに対する1つの具体的な使用は、アミロイド斑形成に関連する疾患の予防または処置である。   As mentioned hereinabove, one specific use for the peptides of the invention is the prevention or treatment of diseases associated with amyloid plaque formation.

従って、本発明のさらにまた別の局面によれば、個体におけるアミロイド関連疾患を処置する方法が提供される。本発明による好ましい個体対象は哺乳動物であり、例えば、イヌ、ネコ、ヤギ、ブタ、ウマ、ウシ、ヒトなどである。   Thus, according to yet another aspect of the present invention, a method for treating an amyloid-related disease in an individual is provided. Preferred individual subjects according to the present invention are mammals, such as dogs, cats, goats, pigs, horses, cows, humans and the like.

用語「処置する」は、アミロイド斑形成を減少させるか、もしくは予防すること、または、罹患組織における斑の出現を実質的に減少させることを示す。表現「アミロイド斑」は、原繊維アミロイド、ならびに、凝集したが、原繊維ではないアミロイド(以降、「プロト原繊維アミロイド」、これもまた病原性であり得る)を示す。例えば、凝集したが、必ずしも原繊維ではない形態のIAPPが、培養において毒性であることが見出された。Anaguianoおよび共同研究者[(2002)、Biochemistry、41:11338〜43]によって示されるように、プロト原繊維IAPPは、パーキンソン病の病理発生に関係しているプロト原繊維α−シヌセリンと同様に、合成された小胞を細孔様機構によって透過した。IAPPアミロイド細孔の形成は、早期のIAPPオリゴマーの形成およびその消失からアミロイド原繊維の出現までと一時的に相関していた。これらの結果は、プロト原繊維IAPPが、他のプロト原繊維タンパク質がアルツハイマー病およびパーキンソン病の発症にとって重要であるようにII型糖尿病にとって重要であり得ることを示唆している。   The term “treating” refers to reducing or preventing amyloid plaque formation or substantially reducing the appearance of plaques in affected tissues. The expression “amyloid plaques” refers to fibrillar amyloid, as well as aggregated but not fibrillar amyloid (hereinafter “protofibrillar amyloid”, which can also be pathogenic). For example, an aggregated but not necessarily fibrillar form of IAPP was found to be toxic in culture. As demonstrated by Anaguiano and co-workers [(2002), Biochemistry, 41: 11338-43], protofibrillar IAPP is similar to protofibrillar α-sinucerin, which is implicated in the pathogenesis of Parkinson's disease, The synthesized vesicles were permeated by a pore-like mechanism. The formation of IAPP amyloid pores was temporarily correlated with the early formation and loss of IAPP oligomers to the appearance of amyloid fibrils. These results suggest that protofibrillar IAPP may be as important for type II diabetes as other protofibrillar proteins are important for the development of Alzheimer's and Parkinson's disease.

本発明に従って処置されるアミロイド関連疾患には、II型糖尿病、アルツハイマー病(AD)、早発型アルツハイマー病、遅発型アルツハイマー病、前徴アルツハイマー病、パーキンソン病、SAAアミロイドーシス、遺伝性アイスランド症候群、多発性骨髄腫、髄様ガン、大動脈の医学的ガン腫、インスリン注射アミロイドーシス、プリオン全身性アミロイドーシス、慢性炎症アミロイドーシス、ハンチントン病、老年性全身性アミロイドーシス、下垂体アミロイドーシス、遺伝性腎アミロイドーシス、家族性英国痴呆、フィンランド遺伝性アミロイドーシス、家族性非神経障害性アミロイドーシス[Gazit(2002)、Curr.Med.Chem.、9:1667〜1675]、そして、プリオン病(ヒツジおよびヤギのスクレイピー、ならびに、ウシ類のウシ海綿状脳症(BSE)を含む)[WilesmithおよびWells(1991)、Curr.Top.Microbiol.Immunol.、172:21〜38]、そして、ヒトのプリオン病(これには、(i)クールー、(ii)クロイツフェルト・ヤコブ病(CJD)、(iii)ゲルストマン・ストロイスラー・シャインカー病(GSS)および(iv)致死性家族性不眠症(FFI)が含まれる)[Gajdusek(1977)、Science、197:943〜960;Medori、Tritschler他(1992)、N Engl J Med、326:444〜449]が含まれるが、これらに限定されない。   Amyloid-related diseases to be treated according to the present invention include type II diabetes, Alzheimer's disease (AD), early-onset Alzheimer's disease, late-onset Alzheimer's disease, prearranged Alzheimer's disease, Parkinson's disease, SAA amyloidosis, hereditary Iceland syndrome , Multiple myeloma, medullary cancer, medical carcinoma of the aorta, insulin injection amyloidosis, prion systemic amyloidosis, chronic inflammatory amyloidosis, Huntington's disease, senile systemic amyloidosis, pituitary amyloidosis, hereditary renal amyloidosis, familial British dementia, Finnish hereditary amyloidosis, familial non-neuropathic amyloidosis [Gazit (2002), Curr. Med. Chem. 9: 1667-1675] and prion diseases (including sheep and goat scrapie and bovine bovine spongiform encephalopathy (BSE)) [Wilesmith and Wells (1991), Curr. Top. Microbiol. Immunol. 172: 21-38] and human prion disease (including (i) Kuru, (ii) Kreuzfeld-Jakob disease (CJD), (iii) Gerstmann-Streisler-Scheinker disease (GSS)) And (iv) fatal familial insomnia (FFI) is included] [Gajdusek (1977), Science, 197: 943-960; Medori, Tritschler et al. (1992), N Engl J Med, 326: 444-449] Is included, but is not limited thereto.

本発明の方法は、本発明のペプチドの治療有効量を個体に与えることを含む。ペプチドは、様々な送達方法のいずれか1つを使用して与えることができる。様々な送達方法および好適な配合物が、薬学的組成物に関して本明細書中以下に記載される。   The methods of the invention comprise providing a therapeutically effective amount of a peptide of the invention to an individual. The peptide can be provided using any one of a variety of delivery methods. Various delivery methods and suitable formulations are described hereinbelow with respect to pharmaceutical compositions.

アミロイド疾患を処置するために用いられたとき、本発明のペプチドは、原繊維形成を防止するために、または、原繊維形成を減少させるために、または、事前に形成された凝集物を競合的に脱安定化させることにより、形成された凝集物を脱凝集するために好適なアミノ酸配列を含むことが理解される。例えば、配列番号45,112〜123,125,127,128〜149および150は、アミロイド疾患(特にII型糖尿病)を処置するために利用することができる。これは、下記の実施例の節の実施例35および実施例45に示すように、そのような配列が、阻害ペプチドの存在下ではチオフラビンTと結合するアミロイド形成ペプチドの能力が低いことによって明らかであるように、IAPPの自己会合を妨害するからである。   When used to treat amyloid disease, the peptides of the present invention may prevent fibril formation or reduce fibril formation, or compete with preformed aggregates By destabilizing, it is understood to include an amino acid sequence suitable for deaggregating the formed aggregate. For example, SEQ ID NOs: 45, 112-123, 125, 127, 128-149 and 150 can be utilized to treat amyloid diseases (particularly type II diabetes). This is evident by the low ability of amyloidogenic peptides to bind thioflavin T in the presence of inhibitory peptides, as shown in Examples 35 and 45 in the Examples section below. This is because it interferes with IAPP self-association.

あるいは、配列番号10または配列番号11に示すペプチドは、下記の実施例の節に示すように、ペプチドにおけるロイシンまたはイソロイシンのいずれかの置換により、非常に遅い凝集速度論が誘発されるので、II型糖尿病の強力な阻害剤として使用することができる。インビボでのアミロイド形成は非常に遅いプロセスであるので、生理学的条件のもとでは、全長IAPPの場面においてイソロイシンまたはロイシンをアラニンに置換したときには、原繊維化が生じないと考えられる。   Alternatively, the peptide shown in SEQ ID NO: 10 or SEQ ID NO: 11 is induced by very slow aggregation kinetics due to substitution of either leucine or isoleucine in the peptide, as shown in the Examples section below. It can be used as a potent inhibitor of type 2 diabetes. Since amyloid formation in vivo is a very slow process, under physiological conditions, it is believed that fibrillation does not occur when isoleucine or leucine is replaced with alanine in the context of full-length IAPP.

あるいは、自己凝集性ペプチド、例えば、配列番号17、配列番号19および配列番号28〜配列番号30に示すペプチドなどをアミロイド原繊維化の強力な阻害剤として使用することができる。これは、そのようなペプチドは、アミロイドフラグメントによって形成されるホモ分子会合体ほどには秩序を有していないヘテロ分子複合体を形成することができるからである。   Alternatively, self-aggregating peptides such as those shown in SEQ ID NO: 17, SEQ ID NO: 19 and SEQ ID NO: 28 to SEQ ID NO: 30 can be used as potent inhibitors of amyloid fibrillation. This is because such peptides can form heteromolecular complexes that are not as ordered as homomolecular aggregates formed by amyloid fragments.

短いペプチドフラグメントを治療で使用する際の大きな障害の1つは、立体特異的な細胞プロテアーゼによるそのタンパク質分解的分解であるので、本発明のペプチドは、好ましくは、天然アミノ酸のD−異性体から合成されることが理解される[すなわち、インベルソ(inverso)ペプチドアナログ、Tjernberg(1997)、J.Biol.Chem.、272:12601〜5;Gazit(2002)、Curr.Med.Chem.、9:1667〜1675]。   Since one of the major obstacles in the use of short peptide fragments in therapy is its proteolytic degradation by stereospecific cellular proteases, the peptides of the present invention are preferably derived from D-isomers of natural amino acids. It is understood that they are synthesized [ie, inverso peptide analogs, Tjerberg (1997), J. MoI. Biol. Chem. 272: 12601-5; Gazit (2002), Curr. Med. Chem. 9: 1667-1675].

さらに、本発明のペプチドには、そのレトロアナログ、インベルソアナログおよびレトロ−インベルソアナログが含まれる。ホルモンの完全なレトロ−インベルソアナログまたは延長された部分的なレトロ−インベルソアナログは、生物学的活性を保持または増強することが一般に見出されていることが理解される。レトロ反転化はまた、酵素阻害剤の合理的な設計の分野に適用されている(米国特許第6261569号を参照のこと)。   Furthermore, the peptides of the present invention include their retro analogs, inverso analogs and retro-inverso analogs. It is understood that full retro-inverso analogs or extended partial retro-inverso analogs of hormones are generally found to retain or enhance biological activity. Retroinversion has also been applied in the field of rational design of enzyme inhibitors (see US Pat. No. 6,261,569).

本明細書中で使用される「レトロペプチド」は、本来のペプチド配列とは反対方向で組み立てられる、L−アミノ酸残基から構成されるペプチドを示す。   As used herein, “retropeptide” refers to a peptide composed of L-amino acid residues assembled in the opposite direction to the original peptide sequence.

天然に存在するポリペプチドのレトロインベルソ改変では、α−炭素立体化学が対応のL−アミノ酸のα−炭素立体化学とは逆であるアミノ酸、すなわち、D−アミノ酸またはD−allo−アミノ酸からの、本来のペプチド配列とは逆の順序での合成的な組み立てが伴う。従って、レトロインベルソアナログは、逆になった末端および逆方向のペプチド結合を有し、その一方で、本来のペプチド配列におけるような側鎖のトポロジーを本質的に維持している。   In retroinverso modifications of naturally occurring polypeptides, the α-carbon stereochemistry is from the amino acid opposite to the α-carbon stereochemistry of the corresponding L-amino acid, ie, from D-amino acids or D-allo-amino acids. , With synthetic assembly in the reverse order of the original peptide sequence. Thus, retroinverso analogs have reversed ends and reverse peptide bonds, while essentially maintaining the side chain topology as in the original peptide sequence.

さらに、アミロイド原繊維形成における主要な争点の1つは、本来の形態から積み重なったβ鎖構造へのアミロイドポリペプチドの移行であるので、阻害ペプチドは、好ましくは、立体効果のためにペプチド骨格を制約するN−メチル化アミノ酸を含む[Kapurniotu(2002)、315:339〜350]。例えば、アミノイソ酪酸(Aibまたはメチルアラニン)は、短い天然ペプチドにおけるα−ヘリックス構造を安定化することが知られている。さらに、N−メチル化はまた、分子間のNHからCOへのH結合能に影響を及ぼし、従って、H結合を形成する相互作用によって安定化される多層β鎖の形成を抑制する。   Furthermore, since one of the major issues in amyloid fibril formation is the transfer of amyloid polypeptide from its original form to a stacked β chain structure, inhibitory peptides preferably have a peptide backbone due to steric effects. Constraining N-methylated amino acids are included [Kapuriotu (2002), 315: 339-350]. For example, aminoisobutyric acid (Aib or methylalanine) is known to stabilize the α-helix structure in short natural peptides. Furthermore, N-methylation also affects the intermolecular NH-to-CO H-binding ability and thus suppresses the formation of multilayer β-chains that are stabilized by interactions that form H-bonds.

コリル基などの有機基を本発明のペプチドのN末端またはC末端に付加することは、治療ペプチドの効力および生物利用性(例えば、神経変性疾患の場合における血液脳関門の横断)を改善することが示されているので好ましいと理解される[Findeis(1999)、Biochemistry、38:6791〜6800]。さらに、電荷を有しているアミノ酸を認識モチーフに導入することにより、アミロイド原繊維のさらなる成長を阻害する静電的反発を生じさせることができる[Lowe(2001)、J.Mol.Biol.、40:7882〜7889]。   Adding an organic group such as a cholyl group to the N-terminus or C-terminus of the peptides of the invention improves the efficacy and bioavailability of the therapeutic peptide (eg, crossing the blood brain barrier in the case of neurodegenerative diseases) Is preferred because it is shown [Findeis (1999), Biochemistry, 38: 6791-6800]. In addition, by introducing charged amino acids into the recognition motif, electrostatic repulsion can be generated that inhibits further growth of amyloid fibrils [Lowe (2001), J. Biol. Mol. Biol. 40: 7882-7889].

本明細書中上記に述べたように、本発明の抗体はまた、アミロイド関連疾患を処置するために使用することができる。   As stated hereinabove, the antibodies of the invention can also be used to treat amyloid-related diseases.

本発明のペプチドおよび/または抗体は、そのものとして、または、薬学的に受容可能なキャリアと混合されている薬学的組成物の一部として個体に与えることができる。   The peptides and / or antibodies of the invention can be given to an individual as such or as part of a pharmaceutical composition mixed with a pharmaceutically acceptable carrier.

本明細書で使用する「医薬組成物」は、本明細書の記載する有効成分の1つまたは複数と、他の化学成分(例えば生理学的に適切なキャリアおよび賦形剤)との製剤を指す。医薬組成物の目的は生物への化合物の投与を容易にすることである。   As used herein, “pharmaceutical composition” refers to a formulation of one or more of the active ingredients described herein with other chemical ingredients (eg, physiologically suitable carriers and excipients). . The purpose of a pharmaceutical composition is to facilitate administration of a compound to an organism.

本明細書において「有効成分」という用語は、生物学的効果を説明できるペプチドまたは抗体調製物を指す。   As used herein, the term “active ingredient” refers to a peptide or antibody preparation that can explain a biological effect.

以下、交互に用いられる「生理学的に受容可能なキャリア」および「医薬的に許容できるキャリア」という用語は、生物にとって著しい刺激の原因にならず、かつ投与される化合物の生物活性および特性を抑止しないキャリアまたは希釈剤を指す。アジュバントがこれらの用語に含まれる。医薬的に許容できるキャリアに含まれる成分の1つは、例えばポリエチレングリコール(PEG)、有機媒体および水性媒体の両方で広範囲の可溶性を有する生物適合ポリマーでありうる[Mutterら(1979)]。   Hereinafter, the terms “physiologically acceptable carrier” and “pharmaceutically acceptable carrier” used interchangeably do not cause significant irritation to the organism and inhibit the biological activity and properties of the administered compound. Does not refer to a carrier or diluent. An adjuvant is included in these terms. One of the components contained in a pharmaceutically acceptable carrier can be, for example, polyethylene glycol (PEG), a biocompatible polymer with a wide range of solubility in both organic and aqueous media [Mutter et al. (1979)].

本明細書において「賦形剤」という用語は、有効成分の投与をさらに容易にするために医薬組成物に添加される不活性物質を指す。賦形剤の例には炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、様々な糖類、様々なタイプのデンプン、セルロース誘導体、ゼラチン、植物油およびポリエチレングリコールなどがあるが、これらに限るわけではない   As used herein, the term “excipient” refers to an inert substance added to a pharmaceutical composition to further facilitate administration of an active ingredient. Examples of excipients include, but are not limited to, calcium carbonate, calcium phosphate, various sugars, various types of starch, cellulose derivatives, gelatin, vegetable oils and polyethylene glycols.

薬物の製剤および投与に関する技術は「Remington’s Pharmaceutical Sciences」、Mack Publishing Co.(ペンシルバニア州イーストン)の最新版に見いだすことができ、それは参照により本明細書に組み込まれる。   Techniques relating to drug formulation and administration are described in “Remington's Pharmaceutical Sciences”, Mack Publishing Co. (Easton, PA) can be found in the latest edition, which is incorporated herein by reference.

適当な投与経路としては、例えば経口送達、直腸送達、経粘膜送達、特に経鼻腔送達、腸管送達または腸管外送達(筋肉内注射、皮下注射、および骨髄内注射、ならびに髄腔内注射、直接脳室内注射、静脈内注射、腹腔内注射、鼻腔内注入、または眼内注射を含む)などを挙げることができる。   Suitable administration routes include, for example, oral delivery, rectal delivery, transmucosal delivery, particularly nasal delivery, intestinal delivery or extraintestinal delivery (intramuscular, subcutaneous, and intramedullary, as well as intrathecal, direct brain Indoor injection, intravenous injection, intraperitoneal injection, intranasal injection, or intraocular injection).

また、全身的な方法よりもむしろ、例えば患者の体の特定の領域に直接調製物を注射する局所的な方法で調製物を投与してもよい。   Rather than systemic methods, the preparations may also be administered in a local manner, such as by injecting the preparation directly into a specific area of the patient's body.

本発明の医薬組成物は当技術分野で周知の方法により、例えば通常の混合、溶解、造粒、糖衣錠製造、研和、乳化、カプセル化、捕捉または凍結乾燥法などを利用して製造することができる。   The pharmaceutical composition of the present invention is manufactured by a method well known in the art, for example, using ordinary mixing, dissolution, granulation, sugar-coated tablet production, kneading, emulsification, encapsulation, capture or freeze-drying method, etc. Can do.

本発明で使用される医薬組成物は、有効成分を医薬として使用できる製剤に加工しやすくする賦形剤および補助剤を含む1つまたは複数の生理学的に許容できるキャリアを使って、常法により製剤化することができる。適切な製剤は選択した投与経路に依存する。   The pharmaceutical compositions used in the present invention are prepared by conventional methods using one or more physiologically acceptable carriers containing excipients and adjuvants that facilitate the processing of the active ingredient into a pharmaceutically acceptable formulation. It can be formulated. Proper formulation is dependent upon the route of administration chosen.

注射の場合は、水性溶液(好ましくはハンクス液、リンゲル液または生理食塩水緩衝液などの生体適合緩衝液)に、本発明の有効成分を製剤化することができる。経粘膜投与の場合は、浸透される壁に適切な浸透剤を製剤中に添加する。そのような浸透剤は当技術分野では広く知られている。   In the case of injection, the active ingredient of the present invention can be formulated in an aqueous solution (preferably a biocompatible buffer such as Hanks' solution, Ringer's solution, or physiological saline buffer). For transmucosal administration, penetrants appropriate to the wall to be permeated are added to the formulation. Such penetrants are widely known in the art.

経口投与の場合は、活性化合物を当技術分野で周知の医薬的に許容できるキャリアと混合することにより、化合物を容易に製剤化することができる。前記キャリアを使用することにより、本発明の化合物を、患者による経口摂取用の錠剤、丸剤、糖衣錠、カプセル剤、液剤、ゲル剤、シロップ剤、スラリー、懸濁剤などとして製剤化することができる。経口用医薬品は固形の賦形剤を使用し、随意に、得られた混合物を粉砕し、所望により適当な補助剤を添加してから、顆粒の混合物を加工して、錠剤または糖衣錠の核錠を得ることによって、製造することができる。適切な賦形剤には、充填剤、例えば乳糖、ショ糖、マンニトールまたはソルビトールを含む糖類、セルロース調製物、例えばトウモロコシデンプン、コムギデンプン、コメデンプン、バレイショデンプン、ゼラチン、トラガカントゴム、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ナトリウムカルボメチルセルロース、および/またはポリビニルピロリドン(PVP)などの生理的に許容できるポリマーがある。所望により、架橋ポリビニルピロリドン、寒天、アルギン酸またはその塩(例えばアルギン酸ナトリウム)などの崩壊剤を添加してもよい。   For oral administration, the compounds can be formulated readily by mixing the active compound with pharmaceutically acceptable carriers well known in the art. By using the carrier, the compound of the present invention can be formulated as tablets, pills, dragees, capsules, liquids, gels, syrups, slurries, suspensions, etc. for ingestion by patients. it can. Oral drugs use solid excipients, optionally pulverize the resulting mixture, add appropriate adjuvants if desired, and then process the granule mixture to form a tablet or sugar-coated tablet Can be manufactured. Suitable excipients include fillers such as lactose, sucrose, mannitol or sorbitol containing sugars, cellulose preparations such as corn starch, wheat starch, rice starch, potato starch, gelatin, tragacanth gum, methylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose Physiologically acceptable polymers such as sodium carbomethylcellulose, and / or polyvinylpyrrolidone (PVP). If desired, disintegrating agents may be added, such as cross-linked polyvinyl pyrrolidone, agar, alginic acid or a salt thereof (eg, sodium alginate).

糖衣錠の核錠には適当なコーティングが施される。この目的には濃厚な糖溶液を使用することができ、その糖溶液は、所望により、アラビアゴム、タルク、ポリビニルピロリドン、カーボポールゲル、ポリエチレングリコール、二酸化チタン、ラッカー溶液、および適当な有機溶媒または溶媒混合物を含むことができる。識別のためまたは活性成分量の様々な組合わせを特徴づけるために、錠剤または糖衣錠剤皮に染料または顔料を加えてもよい。   Dragee cores are provided with suitable coatings. A concentrated sugar solution can be used for this purpose, which can be selected from gum arabic, talc, polyvinylpyrrolidone, carbopol gel, polyethylene glycol, titanium dioxide, lacquer solution, and a suitable organic solvent or A solvent mixture can be included. Dyestuffs or pigments may be added to the tablets or dragee tablet skins for identification or to characterize different combinations of active ingredient amounts.

経口使用が可能な医薬組成物には、ゼラチン製の押込み式カプセル剤ならびにゼラチンと可塑剤(グリセロールまたはソルビトールなど)とでできた軟密封カプセル剤が含まれる。押込み式カプセル剤は、乳糖などの充填剤、デンプンなどの結合剤、タルクまたはステアリン酸マグネシウムなどの潤滑剤、および所望により安定剤と混合した有効成分を含むことができる。軟カプセル剤の場合は、有効成分を適当な液体(脂肪油、液体パラフィンまたは液体ポリエチレングリコールなど)に溶解または懸濁することができる。さらに安定剤を加えてもよい。経口投与用製剤は全て、選択した投与経路に適した投与量でなければならない。   Pharmaceutical compositions that can be used orally include push-fit capsules made of gelatin, as well as soft, sealed capsules made of gelatin and a plasticizer, such as glycerol or sorbitol. Indented capsules can contain active ingredients mixed with fillers such as lactose, binders such as starch, lubricants such as talc or magnesium stearate, and optionally stabilizers. In the case of soft capsules, the active ingredient can be dissolved or suspended in a suitable liquid (such as fatty oil, liquid paraffin or liquid polyethylene glycol). Further stabilizers may be added. All formulations for oral administration should be in dosages suitable for the chosen route of administration.

経口腔粘膜投与の場合、本組成物は常法によって製剤化された錠剤または口中錠の形態をとることができる。   For oral mucosal administration, the composition can take the form of tablets or lozenges formulated by conventional methods.

鼻腔吸入による投与の場合、本発明で使用するための有効成分は、適当な噴射剤(例えばジクロロジフルオロメタン、トリクロロフルオロメタン、ジクロロテトラフルオロエタン、または二酸化炭素)を使って、加圧容器または噴霧器から、エアロゾルスプレーの形で便利に送達される。加圧エアロゾルの場合、投与量単位は、バルブを設けて、計量した量を送達することによって、決定することができる。本化合物と適当な粉末基剤(乳糖またはデンプンなど)との粉末混合物を含む、ディスペンサーの(例えばゼラチン製)カプセルおよびカートリッジを処方することもできる。   For administration by nasal inhalation, the active ingredient for use in the present invention is a pressurized container or nebulizer using a suitable propellant (eg, dichlorodifluoromethane, trichlorofluoromethane, dichlorotetrafluoroethane, or carbon dioxide). Conveniently delivered in the form of an aerosol spray. In the case of a pressurized aerosol, the dosage unit can be determined by providing a valve to deliver a metered amount. Dispenser (eg, gelatin) capsules and cartridges containing a powder mixture of the compound and a suitable powder base (such as lactose or starch) can also be formulated.

本明細書に記載の調製物は、例えばボーラス注射または持続注入などによる非経口投与用に製剤化することもできる。注射用製剤は、例えばアンプルなどに一回量型として、または多用量容器に入れて、所望により保存剤を添加して提供することができる。本組成物は油性または水性ビヒクル中の懸濁液、溶液またはエマルションであることができ、懸濁化剤、安定剤および/または分散剤などの調剤用薬剤を含んでもよい。   The preparations described herein can also be formulated for parenteral administration, eg, by bolus injection or continuous infusion. The preparation for injection can be provided, for example, in a single-dose form in an ampoule or the like, or in a multi-dose container, with a preservative added as desired. The composition can be a suspension, solution or emulsion in an oily or aqueous vehicle and may contain pharmaceutical agents such as suspending, stabilizing and / or dispersing agents.

非経口投与用の医薬組成物として、水溶性活性調製物の水溶液が挙げられる。また、有効成分の懸濁液を適当な油性または水性注射懸濁液として調製することもできる。適切な親油性の溶媒またはビヒクルには、ゴマ油などの脂肪油、オレイン酸エチルなどの合成脂肪酸エステル、トリグリセリドまたはリポソームなどがある。水溶性注射懸濁剤は、懸濁液の粘度を増加させる物質、例えばナトリウムカルボキシメチルセルロース、ソルビトールまたはデキストランなどを含んでもよい。所望により、本懸濁剤は、高濃度溶液の調製物を得ることができるように、有効成分の溶解度を増加させる適当な安定化剤または化合物をさらに含んでもよい。   Pharmaceutical compositions for parenteral administration include aqueous solutions of water-soluble active preparations. Suspensions of the active ingredients can also be prepared as appropriate oily or aqueous injection suspensions. Suitable lipophilic solvents or vehicles include fatty oils such as sesame oil, synthetic fatty acid esters such as ethyl oleate, triglycerides or liposomes. Aqueous injection suspensions may contain substances that increase the viscosity of the suspension, such as sodium carboxymethyl cellulose, sorbitol, or dextran. If desired, the suspension may further comprise suitable stabilizers or compounds which increase the solubility of the active ingredient so that a highly concentrated solution preparation can be obtained.

また、有効成分は、使用前に適切なビヒクル(例えば滅菌パイロジェンフリー水)で構成させる粉末の形態をとってもよい。   The active ingredient may also take the form of a powder composed of a suitable vehicle (eg, sterile pyrogen-free water) prior to use.

本発明の調製物は、例えば通常の坐剤用基剤(カカオ脂または他のグリセリドなど)を使って、坐剤または停留浣腸剤などの直腸用組成物に製剤化することもできる。   The preparations of the invention can also be formulated in rectal compositions such as suppositories or retention enemas, using, for example, conventional suppository bases (such as cocoa butter or other glycerides).

本発明で使用するのに好適な医薬組成物は、有効成分が意図した目的を達成するのに有効な量で含まれる組成物を含む。より具体的には、治療有効量とは、病気の症状を予防、緩和または改善するのに有効な、あるいは処置される対象の生存を延長させるのに有効な有効成分の量を意味する。   Pharmaceutical compositions suitable for use in the present invention include compositions in which the active ingredient is included in an amount effective to achieve the intended purpose. More specifically, a therapeutically effective amount means an amount of active ingredient effective to prevent, alleviate or ameliorate symptoms of disease or to prolong the survival of the subject being treated.

治療有効量の決定は当業者の能力の範囲内でよい。   Determination of a therapeutically effective amount can be within the ability of those skilled in the art.

本発明の方法において使用される調製物に関して、治療有効量または用量は、まずインビトロアッセイによって推定することができる。例えば、用量を、動物モデルで策定することができ、そのような情報を使って、ヒトで有効な用量をより正確に決定することができる。   For preparations used in the methods of the invention, the therapeutically effective amount or dose can be estimated initially from in vitro assays. For example, doses can be formulated in animal models, and such information can be used to more accurately determine effective doses in humans.

本明細書に記載する有効成分の毒性および治療効力は、標準的なインビトロ薬学的手法により、細胞培養または実験動物で決定することができる。これらのインビトロ、細胞培養アッセイおよび動物実験で得られたデータは、ヒトに使用する用量範囲の策定に利用することができる。投与量は、利用する投与経路に依存して、この範囲内で変動しうる。個々の医師は患者の状態を考慮して正確な処方、投与経路および投与量を選択することができる(例えば「The Pharmacological Basis of Therapeutics」(1975)第1章、第1頁のFinglらの記事を参照されたい)。   Toxicity and therapeutic efficacy of the active ingredients described herein can be determined in cell cultures or experimental animals by standard in vitro pharmaceutical techniques. The data obtained from these in vitro, cell culture assays and animal experiments can be used to develop dose ranges for use in humans. The dosage may vary within this range depending on the route of administration utilized. Individual physicians can select the exact formulation, route of administration, and dosage taking into account the patient's condition (see, eg, “The Pharmaceuticals of Therapeutics” (1975) Chapter 1, page 1 of Fing et al. See).

処置すべき状態の重症度および反応性に応じて、投与は単回投与または複数回投与とすることができる。この場合、処置は数日〜数週間または治癒が達成されるか疾患状態の軽減が達成されるまで持続する。   Depending on the severity and responsiveness of the condition to be treated, the administration can be a single dose or multiple doses. In this case, treatment lasts for days to weeks or until healing is achieved or reduction of the disease state is achieved.

投与すべき組成物の量は、当然ながら、処置対象、病気の重症度、投与方法、処方医の判断などに依存するだろう。   The amount of composition to be administered will, of course, depend on the subject being treated, the severity of the affliction, the manner of administration, the judgment of the prescribing physician, and the like.

また、適合する医薬キャリア中に調剤された本発明の調製物を含む組成物を製造し、適当な容器に入れ、表示された状態の処置に関する表示をすることができる。   In addition, a composition comprising a preparation of the invention formulated in a compatible pharmaceutical carrier can be manufactured, placed in a suitable container, and labeled for treatment of the indicated condition.

本発明の組成物は、所望により、有効成分を含む1つまたは複数の単位剤形を含有するパックまたはディスペンサー装置、例えばFDA認可キットとして提供することができる。パックは、例えば、ブリスターパックのように金属箔またはプラスチック箔からなってもよい。パックまたはディスペンサー装置には、投与上の注意を添付してもよい。パックまたはディスペンサーには、医薬品の製造、使用または販売を規制する政府機関によって指定された形式で容器に添付された、組成物の形状またはヒトもしくは動物への投与に関する当局の認可を示す通知を載せてもよい。そのような通知は、例えば処方薬に関して米国食品医薬品局によって許可されたラベリング、または許可された添付書類であることができる。   The compositions of the present invention can optionally be provided as a pack or dispenser device, eg, an FDA approved kit, containing one or more unit dosage forms containing the active ingredients. The pack may consist of a metal foil or a plastic foil, for example a blister pack. The pack or dispenser device may be accompanied by precautions for administration. The pack or dispenser carries a notice indicating the form of the composition or regulatory approval for administration to humans or animals, attached to the container in a form specified by a government agency that regulates the manufacture, use or sale of the drug. May be. Such notices can be, for example, labeling approved by the US Food and Drug Administration for prescription drugs, or approved attachments.

本発明のペプチドまたは抗体はまた、本明細書中上記に記載される任意の好適な投与様式を用いて個体に投与された核酸構築物から発現させることができることが理解される(すなわち、インビボ遺伝子治療)。あるいは、核酸構築物が、適切な遺伝子送達ビヒクル/方法(トランスフェクション、形質導入、相同組み換えなど)および必要とされる場合には発現システムによって好適な細胞に導入され、その後、改変された細胞が培養で拡大され、個体に戻される(すなわち、エクスビボ遺伝子治療)。   It will be appreciated that the peptides or antibodies of the invention can also be expressed from nucleic acid constructs administered to an individual using any suitable mode of administration described hereinabove (ie, in vivo gene therapy). ). Alternatively, the nucleic acid construct is introduced into a suitable cell by an appropriate gene delivery vehicle / method (transfection, transduction, homologous recombination, etc.) and an expression system if required, after which the modified cell is cultured. Expanded and returned to the individual (ie, ex vivo gene therapy).

本発明のペプチドまたは抗体の細胞発現を可能にするために、本発明の核酸構築物はさらに、少なくとも1つのシス作用調節エレメントを含む。本明細書中で使用される表現「シス作用調節エレメント」は、トランス作用調節因子と結合し、その下流に位置するコード配列の転写を調節するポリヌクレオチド配列(好ましくは、プロモーター)を示す。   In order to allow cellular expression of the peptides or antibodies of the invention, the nucleic acid construct of the invention further comprises at least one cis-acting regulatory element. The expression “cis-acting regulatory element” as used herein refers to a polynucleotide sequence (preferably a promoter) that binds to a trans-acting regulatory element and regulates the transcription of a coding sequence located downstream thereof.

任意の利用可能なプロモーターを本発明の方法論によって使用することができる。本発明の好ましい実施形態において、本発明の核酸構築物によって利用されるプロモーターは、形質転換された特定の細胞集団において活性である。細胞タイプ特異的および/または組織特異的なプロモーターの例には、肝臓特異的であるアルブミンなどのプロモーター[Pinkert他(1987)、Genes Dev.、1:268〜277]、リンパ系特異的プロモーター[Calame他(1988)、Adv.Immunol.、43:235〜275]、特にT細胞受容体のプロモーター[Winoto他(1989)、EMBO J.、8:729〜733]および免疫グロブリンのプロモーター[Banerji他(1983)、Cell、33729〜740]、ニューロン特異的プロモーター、例えば、ニューロフィラメントプロモーター[Byrne他(1986)、Proc.Natl.Acad.Sci.USA、86:5473〜5477]など、膵臓特異的プロモーター[Edlunch他(1985)、Science、230:912〜916]、または乳腺特異的プロモーター、例えば、乳清プロモーター(米国特許第4873316号および欧州特許出願公開第264166号)などが含まれる。本発明の核酸構築物はさらにエンハンサーを含むことができ、エンハンサーは、プロモーター配列の近くまたは遠くに存在させることができ、プロモーターからの転写をアップレギュレーションするように機能し得る。   Any available promoter can be used by the methodology of the present invention. In a preferred embodiment of the invention, the promoter utilized by the nucleic acid construct of the invention is active in the particular cell population transformed. Examples of cell type specific and / or tissue specific promoters include promoters such as albumin that are liver specific [Pinkert et al. (1987), Genes Dev. 1: 268-277], lymphoid specific promoters [Calam et al. (1988), Adv. Immunol. 43: 235-275], in particular the T cell receptor promoter [Winoto et al. (1989), EMBO J. et al. 8: 729-733] and immunoglobulin promoters [Banerji et al. (1983) Cell, 33729-740], neuron-specific promoters such as the neurofilament promoter [Byrne et al. (1986), Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 86: 5473-5477], such as pancreas-specific promoters [Edrunch et al. (1985), Science, 230: 912-916], or mammary gland specific promoters such as whey promoters (US Pat. No. 4,873,316 and European patents). Application Publication No. 264166) and the like are included. The nucleic acid constructs of the present invention can further comprise an enhancer, which can be present near or far from the promoter sequence and can function to up regulate transcription from the promoter.

本発明の方法論の構築物はさらに、好ましくは、適切な選択マーカーおよび/または複製起点を含む。好ましくは、利用される構築物はシャトルベクターであり、これは、大腸菌(この場合、構築物は適切な選択マーカーおよび複製起点を含む)においてともに増殖することができ、細胞における増殖、選ばれた遺伝子および組織における組み込みのために適合性を有することができる。本発明による構築物は、例えば、プラスミド、バクミド、ファージミド、コスミド、ファージ、ウイルスまたは人工染色体であり得る。   The methodology constructs of the present invention preferably further include an appropriate selectable marker and / or origin of replication. Preferably, the construct utilized is a shuttle vector, which can be propagated together in E. coli (in which case the construct contains a suitable selectable marker and origin of replication), the growth in the cell, the selected gene and Can be compatible for incorporation in tissues. The construct according to the invention can be, for example, a plasmid, bacmid, phagemid, cosmid, phage, virus or artificial chromosome.

現在好ましいインビボ核酸導入技術には、アデノウイルス、レンチウイルス、I型単純ヘルペスウイルスまたはアデノ随伴ウイルス(AAV)、および脂質に基づくシステムなどのウイルス構築物または非ウイルス構築物によるトランスフェクションが含まれる。遺伝子の脂質媒介導入のための有用な脂質は、例えば、DOTMA、DOPEおよびDC−Cholである[Tonkinson他、Cancer Investigation、14(1):54〜65(1996)]。遺伝子治療において使用される最も好ましい構築物はウイルスであり、最も好ましくは、アデノウイルス、AAV、レンチウイルスまたはレトロウイルスである。レトロウイルス構築物などのウイルス構築物は、少なくとも1つの転写プロモーター/エンハンサーもしくは遺伝子座規定エレメント(1つまたは複数)、または、選択的スプライシング、核RNAの核外輸送、もしくはメッセンジャーの翻訳後修飾などの他の手段により遺伝子発現を調節する他のエレメントを含む。そのようなベクター構築物はまた、ウイルス構築物に既に存在していない場合、パッキングシグナル、長末端反復(LTR)またはその一部、そして、使用されるウイルスに対して適切なプラス鎖プライマー結合部位およびマイナス鎖プライマー結合部位を含む。さらに、そのような構築物は、典型的には、ペプチドまたは抗体を、それらが存在する宿主細胞から分泌させるためのシグナル配列を含む。好ましくは、この目的のためのシグナル配列は哺乳動物のシグナル配列である。場合により、構築物はまた、ポリアデニル化を行わせるシグナル、ならびに1つ以上の制限部位、および翻訳終結配列を含むことができる。例として、そのような構築物は、典型的には、5’LTR、tRNA結合部位、パッキングシグナル、第2鎖DNA合成の起点、および3’LTRまたはその一部を含む。非ウイルスである他のベクターを使用することができる(例えば、カチオン性脂質、ポリリジンおよびデンドリマーなど)。   Currently preferred in vivo nucleic acid transfer techniques include transfection with adenovirus, lentivirus, type I herpes simplex virus or adeno-associated virus (AAV), and viral or non-viral constructs such as lipid-based systems. Useful lipids for lipid-mediated introduction of genes are, for example, DOTMA, DOPE and DC-Chol [Tonkinson et al., Cancer Investigation, 14 (1): 54-65 (1996)]. The most preferred construct used in gene therapy is a virus, most preferably an adenovirus, AAV, lentivirus or retrovirus. Viral constructs, such as retroviral constructs, can include at least one transcriptional promoter / enhancer or locus-defining element (s) or other such as alternative splicing, nuclear export of nuclear RNA, or post-translational modification of messenger Other elements that regulate gene expression by these means. Such vector constructs also include a packing signal, a long terminal repeat (LTR) or part thereof, and a plus-strand primer binding site and minus suitable for the virus used, if not already present in the viral construct. Contains a strand primer binding site. In addition, such constructs typically include a signal sequence for secretion of the peptide or antibody from the host cell in which it is present. Preferably, the signal sequence for this purpose is a mammalian signal sequence. Optionally, the construct can also include a signal that causes polyadenylation, as well as one or more restriction sites, and a translation termination sequence. By way of example, such constructs typically include a 5 'LTR, a tRNA binding site, a packing signal, an origin of second strand DNA synthesis, and a 3' LTR or a portion thereof. Other vectors that are non-viral can be used (eg, cationic lipids, polylysine and dendrimers).

本発明のペプチドの自己凝集性のために、そのようなペプチドはまた、生物学的サンプルにおけるアミロイド原繊維/斑の強力な検出剤として使用することができると考えられる。これは、特徴的な神経原繊維変化(NFT)および神経炎性局面について脳組織が死後に調べられた後に明確な診断がなされ得るだけであるアルツハイマー病などのアミロイド関連疾患にとって特に重要である。   Because of the self-aggregating properties of the peptides of the present invention, it is believed that such peptides can also be used as potent detectors of amyloid fibrils / spots in biological samples. This is particularly important for amyloid-related diseases such as Alzheimer's disease, where only a clear diagnosis can be made after brain tissue has been examined postmortem for characteristic neurofibrillary tangles (NFT) and neuritic aspects.

従って、本発明のさらにまた別の局面によれば、生物学的サンプルにおけるアミロイド原繊維の存在または存在しないことを検出する方法が提供される。   Thus, according to yet another aspect of the invention, a method is provided for detecting the presence or absence of amyloid fibrils in a biological sample.

この方法は、生物学的サンプルを、アミロイド原繊維と共凝集することができる本発明のペプチドとインキュベーションし、その後、そのペプチドを検出し、それにより、生物学的サンプルにおけるアミロイド原繊維の存在または存在しないことを検出することによって行われる。立体配座的な集合体を認識することができる様々なペプチド試薬がこの分野では知られており、そのいくつかが、Bursavich(2002)、J.Med.Chem.、45(3):541〜58;Baltzer、Chem.Rev.、101(10):3153〜63に総説される。   This method involves incubating a biological sample with a peptide of the invention that can co-aggregate with amyloid fibrils, after which the peptide is detected, thereby the presence of amyloid fibrils in the biological sample or This is done by detecting that it does not exist. Various peptide reagents capable of recognizing conformational assemblies are known in the art, some of which are described in Bursavich (2002), J. MoI. Med. Chem. 45 (3): 541-58; Baltzer, Chem. Rev. 101 (10): 3153-63.

検出のために利用される生物学的サンプルは、任意の身体サンプル、例えば、血液(血清または血漿など)、唾液、腹水、胸水、尿、生検試料、単離された細胞、および/または細胞膜調製物などであり得る。組織生検物および体液を哺乳動物から得る様々な方法がこの分野では広く知られている。   The biological sample utilized for detection can be any body sample such as blood (such as serum or plasma), saliva, ascites, pleural effusion, urine, biopsy sample, isolated cells, and / or cell membranes. It can be a preparation or the like. Various methods for obtaining tissue biopsies and body fluids from mammals are well known in the art.

本発明のペプチドは、凝集物形成のために好適な条件(すなわち、緩衝液、温度、インキュベーション時間など)のもとで生物学的サンプルと接触させられる。例えば、好適な条件が、実施例の節の実施例2に記載される。生物学的サンプルとのインキュベーションの前にペプチドを事前に凝集させないために様々な対策が取られる。この目的のために、新しく調製されたペプチドストックが好ましくは使用される。   The peptides of the invention are contacted with a biological sample under conditions suitable for aggregate formation (ie, buffer, temperature, incubation time, etc.). For example, suitable conditions are described in Example 2 of the Examples section. Various measures are taken to prevent pre-aggregation of the peptide prior to incubation with the biological sample. For this purpose, freshly prepared peptide stocks are preferably used.

生物学的サンプル内のタンパク質複合体を、この分野で知られているいくつかの方法のいずれか1つによって検出することができ、そのような方法では、生化学的および/または光学的な検出スキームを用いることができる。   Protein complexes in a biological sample can be detected by any one of several methods known in the art, such as biochemical and / or optical detection. Schemes can be used.

複合体の検出を容易にするために、本発明のペプチドは、好ましくはタグまたは抗体によって標識される。標識化は、標識化方法に依存して、凝集体形成の前に、または凝集体形成と同時に、または凝集体形成の後に行うことができることが理解される。本明細書中で使用される用語「タグ」は、定量可能な活性または特性を示す分子をいう。タグは、フルオレセインなどの化学的蛍光体、または緑色蛍光タンパク質(GFP)もしくは関連タンパク質などのポリペプチド蛍光体(www.clontech.com)を含む蛍光性分子であり得る。そのような場合、タグは、好適な励起光を当てたときに生じるその蛍光によって定量することができる。あるいは、タグは、エピトープタグ、すなわち、特異的な抗体が、他の細胞エピトープと実質的に交差反応することなく結合することができる極めて特有のポリペプチド配列であり得る。そのようなエピトープタグには、Mycタグ、Flagタグ、Hisタグ、ロイシンタグ、IgGタグ、ストレプトアビジンタグなどが含まれる。   In order to facilitate detection of the complex, the peptides of the invention are preferably labeled with a tag or antibody. It will be appreciated that labeling can be performed prior to, simultaneously with, or after aggregate formation depending on the labeling method. The term “tag” as used herein refers to a molecule that exhibits a quantifiable activity or property. The tag can be a fluorescent molecule including a chemical fluorophore such as fluorescein or a polypeptide fluorophore (www.clontech.com) such as green fluorescent protein (GFP) or related proteins. In such cases, the tag can be quantified by its fluorescence that is generated upon application of suitable excitation light. Alternatively, the tag can be an epitope tag, ie a very unique polypeptide sequence that allows a specific antibody to bind without substantially cross-reacting with other cellular epitopes. Such epitope tags include Myc tag, Flag tag, His tag, leucine tag, IgG tag, streptavidin tag and the like.

あるいは、凝集物の検出を本発明の抗体によって行うことができる。   Alternatively, aggregate detection can be performed with the antibodies of the present invention.

従って、本発明のこの局面により、アミロイド原繊維を含むことが疑われる身体組織または体液などの生物学的サンプルをアッセイまたはスクリーニングする方法が提供される。   Thus, this aspect of the invention provides a method for assaying or screening a biological sample, such as a body tissue or fluid suspected of containing amyloid fibrils.

そのような検出方法はまた、アミロイド沈着の予防または分解において有用な強力な薬物を発見するためのアッセイにおいて利用され得ることが理解される。例えば、本発明は、試験化合物の高処理能スクリーニングのために使用することができる。典型的には、本発明の共凝集するペプチドは、アッセイ体積を減少させるために放射標識される。その後、競合アッセイが、試験化合物による標識の置換をモニターすることによって行われる[Han(1996)、J.Am.Chem.Soc.、118:4506〜7;Esler(1996)、Chem.271:8545〜8]。   It will be appreciated that such detection methods can also be utilized in assays to find powerful drugs useful in the prevention or degradation of amyloid deposition. For example, the present invention can be used for high throughput screening of test compounds. Typically, the co-aggregating peptides of the invention are radiolabeled to reduce the assay volume. A competition assay is then performed by monitoring the displacement of the label by the test compound [Han (1996) J. MoI. Am. Chem. Soc. 118: 4506-7; Esler (1996) Chem. 271: 8545-8].

本発明のペプチドはまた、インビボでのアミロイド沈着の強力な検出剤として使用され得ることが理解される。アミロイド沈着物と結合することができる設計されたペプチドは、非放射能的に標識されるか、または放射性同位体で標識され、この分野で広く知られているように、本明細書中上記で議論されたアミロイド関連疾患の発症または存在を診断するために個体に投与することができる。アミロイド沈着物またはアミロイド様沈着物に対するそのような標識されたペプチドの投与後の結合を、この分野で知られているインビボ画像化技術によって検出することができる。   It will be appreciated that the peptides of the present invention can also be used as potent detectors of amyloid deposition in vivo. Designed peptides that can bind to amyloid deposits are either non-radioactively labeled or labeled with a radioisotope, as described herein above, as is widely known in the art. It can be administered to an individual to diagnose the onset or presence of the discussed amyloid-related disease. Binding after administration of such labeled peptides to amyloid deposits or amyloid-like deposits can be detected by in vivo imaging techniques known in the art.

本発明のペプチドは診断キットまたは治療キットに含めることができる。例えば、特定の疾患関連タンパク質またはそれに対する抗体のペプチドセットを、適切な緩衝液および保存剤とともに1つ以上の容器に包装することができ、そして、診断のために、または治療的処置を行うために使用することができる。   The peptides of the present invention can be included in diagnostic or therapeutic kits. For example, a peptide set of a particular disease-related protein or antibody thereto can be packaged in one or more containers with appropriate buffers and preservatives and for diagnostic purposes or to perform therapeutic treatment Can be used for

従って、ペプチドは、それぞれを単一の容器において混合することができ、またはそれぞれを個々の容器に入れることができる。好ましくは、容器はラベルを含む。好適な容器としては、例えば、ボトル、バイアル、シリンジおよび試験管が挙げられる。容器は、ガラスまたはプラスチックなどの様々な材料から形成され得る。   Thus, the peptides can each be mixed in a single container, or each can be placed in an individual container. Preferably, the container includes a label. Suitable containers include, for example, bottles, vials, syringes, and test tubes. The container can be formed from a variety of materials such as glass or plastic.

さらに、安定化剤、緩衝剤、遮断剤などの他の添加剤もまた加えることができる。   In addition, other additives such as stabilizers, buffers, blocking agents, etc. can also be added.

そのようなキットのペプチドはまた、ビーズ、アレイ基体(例えば、チップ)などの固体支持体に結合させることができ、診断目的のために使用することができる。   The peptides of such kits can also be bound to solid supports such as beads, array substrates (eg, chips) and used for diagnostic purposes.

キットに含まれるか、または基体に固定化されるペプチドは、本明細書中上記に記載されるような検出可能な標識に結合させることができる。   The peptides included in the kit or immobilized on the substrate can be conjugated to a detectable label as described hereinabove.

キットはまた、試験された対象が、目的とするアミロイドポリペプチドに関連する状態、異常または疾患に罹患しているかどうか、あるいはそのような状態、異常または疾患を発症する危険性を有するかどうかを明らかにするための説明書を含むことができる。   The kit also determines whether the subject being tested has a condition, abnormality or disease associated with the amyloid polypeptide of interest, or is at risk of developing such a condition, abnormality or disease. Instructions for clarification can be included.

本発明のさらなる目的、利点、および新規の特徴は、制限を意図しない以下の実施例の実験によって当業者に自明である。さらに、上記の本発明および以下の特許請求の範囲に記載の各々の種々の実施形態および態様は、以下の実施例の実験により支持される。   Further objects, advantages and novel features of the present invention will be apparent to those skilled in the art from experiments of the following examples, which are not intended to be limiting. Furthermore, each of the various embodiments and aspects described in the invention above and in the claims below are supported by the experiments of the following examples.

ここでは、上記説明と共に以下の実施例を参照して、非限定的様式で本発明を例示する。   The invention will now be illustrated in a non-limiting manner with reference to the following examples along with the above description.

一般に、本明細書中で使用した用語および本発明で使用した実験手順には、分子、生化学、微生物学、および組換えDNAの技術が含まれる。このような技術は、文献で完全に説明されている。例えば、“Molecular Cloning: A laboratory Manual”、Sambrook他、(1989);“Current Protocols in Molecular Biology”、第I〜III巻、Ausubel,R.M.編(1994);Ausubel他、“Current Protocols in Molecular Biology”、John Wiley and Sons、Baltimore、Maryland、(1989);Perbal,“A Practical Guide to Molecular Cloning”、John Wiley&Sons、New York、(1988);Watson他、“Recombinant DNA”、Scientific American Books、New York;Birren他編、“Genome Analysis: A Laboratory Manual Series”、第1〜4巻、Cold Spring Harbor Laboratory Press、New York、(1998);米国特許第4666828号、同第4683202号、同第4801531号、同第5192659号、および同第5272057号に記載の方法;“Cell Biology: A Laboratory Handbook”、第I〜III巻、Cellis,J.E.編、(1994);“Current Protocols in Immunology”、第I〜III巻、Coligan J.E.編、(1994);Stites他編、“Basic and Clinical Immunology”、第8版、Appleton&Lange、Norwalk,CT、(1994);Mishell and Shiigi編、“Selected Methods in Cellular Immunology”、W.H.Freeman and Co.、New York、(1980)を参照のこと;利用可能な免疫アッセイは、特許および化学論文に広く記載されており、例えば、米国特許第3791932号、同第3839153号、同第3850752号、同第3850578号、同第3853987号、同第3867517号、同第3879262号、同第3901654号、同第3935074号、同第3984533号、同第3996345号、同第4034074号、同第4098876号、同第4879219号、同第5011771号、および同第5281521号;“Oligonucleotide Synthesis”、Gait,M.J.編、(1984);“Nucleic Acid Hybridization”、Hames,B.D.and Higgins S.J.編、(1985);“Transcription and Translation”、Hames,B.D.and Higgins S.J.編、(1984);“Animal Cell Culture”、Freshney,R.I.編、(1986);“Immobilized Cells and Enzymes”、IRL Press、(1986);“A Practical Guide to Molecular Cloning”、Perbal,B.、(1984)および“Methods in Enzymology”、第1〜317巻、Academic Press、“PCR Protocols: A Guide To Methods And Applications”、Academic Press、San Diego,CA、(1990);Marshak他、“Strategies for Protein Purification and Characterization−A Laboratory Course Manual”、CSHL Press、(1996)(その全てが本明細書中に完全に記載されているかのように参照として援用される)を参照のこと。他の一般的引例を、本明細書中に記載する。引例中の手順は当該分野で周知であると考えられ、読者の都合のために記載する。引例中に含まれる全ての情報は、本明細書中で参考として援用される。   In general, the terms used herein and the experimental procedures used in the present invention include molecular, biochemical, microbiological, and recombinant DNA techniques. Such techniques are explained fully in the literature. See, for example, “Molecular Cloning: A laboratory Manual”, Sambrook et al. (1989); “Current Protocols in Molecular Biology”, Volumes I-III, Ausubel, R., et al. M.M. Eds (1994); Ausubel et al., “Current Protocols in Molecular Biology”, John Wiley and Sons, Baltimore, Maryland, (1989); Perbal, “A Practical Guide to ul”. Watson et al., “Recombinant DNA”, Scientific American Books, New York; Birren et al., “Genome Analysis: A Laboratory Manual Series,” Vol. ew York, (1998); methods described in US Pat. Nos. 4,666,828, 4,683,202, 4,801,531, 5,192,659, and 5,272,057; “Cell Biology: A Laboratory Handbook”, I— III, Cellis, J. et al. E. Eds. (1994); “Current Protocols in Immunology”, Volumes I-III, Coligan J. E. Ed., (1994); Stites et al., “Basic and Clinical Immunology”, 8th edition, Appleton & Lange, Norwalk, CT, (1994); Mischel and Shigig Ed, “Selected Methods in Cell.” H. Freeman and Co. New York, (1980); available immunoassays are extensively described in patents and chemical articles, for example, US Pat. Nos. 3,791,932, 3,839,153, 3,850,752, 3850578, 3835987, 3867517, 3879262, 3901654, 3935074, 3984533, 3996345, 4034074, 4098876, 4879219, 5011771, and 5281521; “Oligonucleotide Synthesis”, Gait, M .; J. et al. Ed. (1984); “Nucleic Acid Hybridization”, Hames, B .; D. and Higgins S. J. et al. Ed. (1985); “Transcribation and Translation”, Hames, B .; D. and Higgins S. J. et al. Ed. (1984); “Animal Cell Culture”, Freshney, R .; I. Ed. (1986); “Immobilized Cells and Enzymes”, IRL Press, (1986); “A Practical Guide to Molecular Cloning”, Perbal, B .; , (1984) and “Methods in Enzymology”, Vols. 1-317, Academic Press, “PCR Protocols: A Guide To Methods And Applications, Academic Press, San Di, 19 rd, Academic Press. See Protein Purification and Characterization—A Laboratory Course Manual ”, CSHL Press, (1996), which is incorporated by reference as if fully set forth herein. Other general references are set forth herein. The procedures in the references are considered well known in the art and are described for the convenience of the reader. All the information contained in the references is incorporated herein by reference.

(実施例1)
hIAPP基本アミロイド形成ユニットのアラニンスキャン−原理およびペプチド合成
膵臓アミロイドがII型糖尿病患者の95%以上に見出される。膵臓アミロイドは、37アミノ酸長の小島アミロイドポリペプチド(IAPP、GenBankアクセション番号gi:4557655)の凝集によって形成され、その細胞毒性が疾患の発達に直接的に関連している。IAPPアミロイドの形成は、可溶性IAPPから凝集β−シートへの立体配座の移行を介して進行する、核形成に依存した重合プロセスに従っている。近年、IAPPのヘキサペプチド(22〜27)(NFGAIL、配列番号111)(これはまた「基本アミロイド形成ユニット」と呼ばれる)がβ−シート含有アミロイド原繊維の形成に十分であることが示されている[Konstantinos他(2000)、J.Mol.Biol.、295:1055〜1071]。
Example 1
Alanine scan of hIAPP basic amyloidogenic unit-principle and peptide synthesis Pancreatic amyloid is found in more than 95% of patients with type II diabetes. Pancreatic amyloid is formed by aggregation of a 37 amino acid long islet amyloid polypeptide (IAPP, GenBank Accession No. gi: 4557655), whose cytotoxicity is directly related to disease development. The formation of IAPP amyloid follows a nucleation-dependent polymerization process that proceeds via a conformational transition from soluble IAPP to aggregated β-sheets. Recently, it has been shown that IAPP hexapeptide (22-27) (NFGAIL, SEQ ID NO: 111) (also called “basic amyloid-forming unit”) is sufficient for the formation of β-sheet-containing amyloid fibrils. [Konstantinos et al. (2000), J. Am. Mol. Biol. 295: 1055-1071].

この「基本アミロイド形成ユニット」を構成する残基の特異的な役割に対するさらなる洞察を得るために、体系的なアラニンスキャンを行った。その疎水性またはβ−シート構造を形成する傾向を大きく変化させることなく、ペプチドの分子境界を特異的に変化させるためにアミノ酸をアラニンで置換した。アラニンスキャンを、ヒトIAPPに特有な区域の場面において行った(図3a)。この区域には、全長ポリペプチドにおいてNFGAILモチーフの後に2つのセリン残基が含まれる。これらの8個のアミノ酸のペプチド配列を使用した。これは、これよりも短いペプチドは疎水性であり、そのため、溶解性が低くなっているからである。図3bには、野生型ペプチドの化学構造の概略図を示し、一方、図3cには、作製した種々の変異型ペプチドにおけるアミノ酸置換を示す。   To gain further insight into the specific role of the residues that make up this “basic amyloidogenic unit”, a systematic alanine scan was performed. Amino acids were substituted with alanine in order to specifically change the molecular boundaries of the peptide without significantly changing its tendency to form hydrophobic or β-sheet structures. An alanine scan was performed in an area scene specific to human IAPP (Figure 3a). This region contains two serine residues after the NFGAIL motif in the full-length polypeptide. These eight amino acid peptide sequences were used. This is because peptides shorter than this are hydrophobic and therefore have low solubility. FIG. 3b shows a schematic diagram of the chemical structure of the wild-type peptide, while FIG. 3c shows amino acid substitutions in the various mutant peptides produced.

方法および試薬−ペプチド合成をPeptidoGenic Research&Co.Inc.(Livermore、CA、米国)によって行った。ペプチド配列が正しいことを、Perkin Elmer Sciex API I分光計を使用してイオンスプレー質量分析法によって確認した。ペプチドの純度を、水および0.1%トリフルオロ酢酸(TFA)における10%から70%へのアセトニトリルの直線勾配を使用して、C18カラムでの逆相高圧液体クロマトグラフィー(RP−HPLC)によって確認した。 Methods and Reagents—Peptide synthesis was performed by PeptidoGenetic Research & Co. Inc. (Livermore, CA, USA). The peptide sequence was confirmed by ion spray mass spectrometry using a Perkin Elmer Sciex API I spectrometer. The purity of the peptide was determined by reverse phase high pressure liquid chromatography (RP-HPLC) on a C18 column using a linear gradient of acetonitrile from 10% to 70% in water and 0.1% trifluoroacetic acid (TFA). Confirmed by.

(実施例2)
濁度測定によってモニターされたときのIAPPペプチドフラグメントおよび変異型誘導体の凝集の速度論
IAPPペプチド由来フラグメントの自己会合を研究するために、凝集および不溶化の速度論を、405nmでの濁度測定を使用してモニターした。
(Example 2)
Aggregation Kinetics of IAPP Peptide Fragments and Variant Derivatives as Monitored by Turbidity Measurement Using Aggregation and Insolubilization Kinetics, Turbidity Measurement at 405 nm to Study Self-Assembly of IAPP Peptide Derived Fragments And monitored.

速度論的凝集アッセイ−新しいペプチドストック溶液を、凍結乾燥形態のペプチドをDMSO(脱凝集化溶媒)に100mMの濃度で溶解させることによって調製した。何らかの事前の凝集を避けるために、新しいストック溶液を、実験前に毎回その度、調製した。ペプチドストック溶液はアッセイ緩衝液に希釈され、96ウエルプレートに下記のように入れられた:2μlのペプチドストック溶液が98μlの10mM Tris(pH7.2)に加えられ、2%DMSOの存在下でのペプチドの2mMの最終濃度にした。濁度データを405nmで測定した。2%DMSOを含む緩衝液溶液がブランクとして使用された。濁度が数個の時間点について室温で測定した。   Kinetic aggregation assay-A new peptide stock solution was prepared by dissolving lyophilized form of peptide in DMSO (deaggregating solvent) at a concentration of 100 mM. To avoid any prior aggregation, a fresh stock solution was prepared each time before the experiment. The peptide stock solution was diluted in assay buffer and placed in a 96 well plate as follows: 2 μl of peptide stock solution was added to 98 μl of 10 mM Tris (pH 7.2) and in the presence of 2% DMSO. A final concentration of 2 mM of peptide was made. Turbidity data was measured at 405 nm. A buffer solution containing 2% DMSO was used as a blank. Turbidity was measured at room temperature for several time points.

結果−図4aに示すように、野生型ペプチドフラグメント(配列番号1)は、熟成させていないhIAPPヘキサペプチドについて以前に報告されたプロフィルと非常に類似する凝集速度論プロフィルを示した[Tenidis他(2000)、J.Mol.Biol.、295:1055〜71]。そのようなプロフィルは、核形成に依存した重合機構[JarrettおよびLansbury(1992)、Biochemistry、31:6865〜70]を強く示している。20分の遅れ時間の後、野生型ペプチドは不溶性原繊維に自己会合した。ペプチドG3A(配列番号4)は、野生型ペプチドのプロフィルと本質的に同じプロフィルを示した。N1Aペプチド(配列番号2)は、野生型ペプチドのプロフィルと比較した場合、異なる速度論プロフィルを有するにもかかわらず、より大きい凝集速度論を媒介した。興味深いことに、N1Aの凝集は、核形成依存性がより小さいようであった。イソロイシンまたはロイシンのアラニンへの置換(それぞれ、ペプチドI5A(配列番号5)およびペプチドL6A(配列番号6))は凝集速度論を低下させたが、凝集速度論を完全には止めなかった。フェニルアラニン残基のアラニンへの置換(ペプチドF2A、配列番号3)は、ペプチドの凝集能の完全な喪失をもたらした。F2Aペプチドは水系アッセイ緩衝液において完全に可溶性であった。   Results—As shown in FIG. 4a, the wild-type peptide fragment (SEQ ID NO: 1) showed an aggregation kinetic profile very similar to that previously reported for unaged hIAPP hexapeptide [Tenidis et al. ( 2000), J.H. Mol. Biol. 295: 1055-71]. Such profiles strongly indicate a nucleation-dependent polymerization mechanism [Jarrett and Lanbury (1992), Biochemistry, 31: 6865-70]. After a lag time of 20 minutes, the wild type peptide self-assembled into insoluble fibrils. Peptide G3A (SEQ ID NO: 4) showed essentially the same profile as that of the wild-type peptide. The N1A peptide (SEQ ID NO: 2) mediated greater aggregation kinetics despite having a different kinetic profile when compared to the wild-type peptide profile. Interestingly, the aggregation of N1A appeared to be less dependent on nucleation. Substitution of isoleucine or leucine with alanine (peptide I5A (SEQ ID NO: 5) and peptide L6A (SEQ ID NO: 6), respectively) reduced aggregation kinetics but did not completely stop aggregation kinetics. Replacement of the phenylalanine residue with alanine (peptide F2A, SEQ ID NO: 3) resulted in a complete loss of peptide aggregation ability. The F2A peptide was completely soluble in the aqueous assay buffer.

まとめると、アミロイド形成フラグメントの速度論的凝集研究により、IAPPの活性フラグメントによるアミロイド形成プロセスにおけるフェニルアラニン残基に対する大きな役割が示唆された。   In summary, kinetic aggregation studies of amyloidogenic fragments suggested a major role for phenylalanine residues in the amyloid formation process by active fragments of IAPP.

(実施例3)
凝集物の平均粒子サイズの測定
濁度アッセイは、様々なペプチドの凝集能および速度論に関して重要な評価をももたらす一方で、形成された実際の凝集物のサイズに関する情報をもたらさなかった。アミロイド構造の見かけの流体力学的直径は、アミロイド構造の不規則性のために変化するが、それにもかかわらず、形成された構造の大きさの程度に関する明らかな目安をもたらすことができ、また、様々なペプチドによって形成される構造を比較するための量的な基準を与えることができる。
(Example 3)
Measuring the average particle size of the aggregates While the turbidity assay also provided important assessments regarding the aggregation ability and kinetics of various peptides, it did not provide information on the size of the actual aggregates formed. The apparent hydrodynamic diameter of the amyloid structure varies due to the irregularity of the amyloid structure, but can nevertheless provide a clear indication as to the extent of the size of the structure formed, A quantitative basis can be given to compare structures formed by different peptides.

従って、様々なペプチドによって形成された凝集物の平均サイズを、動的光散乱(DLS)実験を使用して測定した。   Therefore, the average size of aggregates formed by various peptides was measured using dynamic light scattering (DLS) experiments.

方法−濃度が10mMである新しく調製したペプチドストック溶液を10mMのTris緩衝液(pH7.2)に希釈し、さらに0.2μmのフィルターでろ過して、100μMペプチドおよび1%DMSOの最終濃度にした。粒子サイズ測定が、レーザー光源のALV−NIBS/HPPS非侵襲的後方散乱装置を用いて行われた。自動補正データが、平均見かけ流体力学的直径を得るために、ALV−NIBS/HPPSソフトウエアを使用して近似した。   Method-A freshly prepared peptide stock solution with a concentration of 10 mM was diluted in 10 mM Tris buffer (pH 7.2) and filtered through a 0.2 μm filter to a final concentration of 100 μM peptide and 1% DMSO. . Particle size measurements were performed using a laser source ALV-NIBS / HPPS non-invasive backscatter device. Autocorrection data was approximated using ALV-NIBS / HPPS software to obtain an average apparent hydrodynamic diameter.

結果−様々なペプチドによって形成された構造体の平均見かけ流体力学的直径を図5に示す。   Results—The average apparent hydrodynamic diameter of the structures formed by the various peptides is shown in FIG.

まとめると、様々なペプチドによって形成された構造体の見かけ流体力学的直径は、濁度アッセイによって得られた結果と一致しているようであった。濁度アッセイの場合のように、野生型ペプチドおよびG3Aペプチドは、非常に類似する流体力学的直径の粒子を形成させた。より小さい構造を、N1A、I5AおよびL6Aの誘導体ペプチドに関して観測した。従って、濁度アッセイと一致して、DLS実験は、大きな粒子が、示した実験条件のもとでは、F2Aペプチドによって形成されなかったことを明瞭に示している。   In summary, the apparent hydrodynamic diameter of the structures formed by the various peptides appeared to be consistent with the results obtained by the turbidity assay. As in the turbidity assay, the wild type peptide and G3A peptide formed particles of very similar hydrodynamic diameter. Smaller structures were observed for N1A, I5A and L6A derivative peptides. Thus, consistent with the turbidity assay, DLS experiments clearly show that no large particles were formed by the F2A peptide under the experimental conditions shown.

(実施例4)
コンゴーレッド(CR)結合アッセイによる野生型ペプチドおよび誘導体のアミロイド形成能の試験
偏光顕微鏡観察と組み合わせられたコンゴーレッド(CR)染色を、本発明のペプチドのアミロイド形成性を試験するために使用した。アミロイド原繊維は一般に、特に原繊維IAPPはCRと結合し、金色/緑色の複屈折を偏光下で示す[Cooper(1974)、Lab.Invest.、31:232〜8;Lansbury(1992)、Biochemistry、31:6865〜70]。
Example 4
Test of amyloidogenic ability of wild-type peptides and derivatives by Congo red (CR) binding assay Congo red (CR) staining combined with polarized light microscopy was used to test the amyloidogenicity of the peptides of the present invention. Amyloid fibrils in general, especially fibrillar IAPP, bind to CR and show gold / green birefringence under polarized light [Cooper (1974), Lab. Invest. 31: 232-8; Lanbury (1992), Biochemistry, 31: 6865-70].

方法および試薬−10mMのTris緩衝液(pH7)で4日間インキュベーションしたペプチド溶液をガラス製の顕微鏡スライドガラス上で乾燥させた。染色を、10mMのTris緩衝液(pH7.2)における1mMのCRを加え、その後、1分間インキュベーションすることにより行った。過剰なCRを除くために、スライドガラスを二回蒸留水で洗浄し、乾燥させた。80%エタノール(v/v)に溶解させた飽和CR溶液を、凝集性が悪いペプチドについて使用した。そのような場合、染色を、洗浄することなく行った。複屈折を、偏光ステージを備えたWILD Makroskop m420(x70)を使用して測定した。   Methods and Reagents—Peptide solutions incubated with 10 mM Tris buffer (pH 7) for 4 days were dried on glass microscope slides. Staining was performed by adding 1 mM CR in 10 mM Tris buffer (pH 7.2) followed by incubation for 1 minute. In order to remove excess CR, the glass slide was washed with double distilled water and dried. A saturated CR solution dissolved in 80% ethanol (v / v) was used for peptides with poor aggregation. In such cases, staining was performed without washing. Birefringence was measured using a WILD Makroskop m420 (x70) equipped with a polarization stage.

結果−野生型、N1AおよびG3AのペプチドはCRと結合して、特徴的な緑色/金色の複屈折を示した(通常の場については図6g、図6aおよび図6eを、そして偏光下での顕微鏡観察については図6h、図6bおよび図6fをそれぞれ参照のこと)。I5AおよびL6AのペプチドはCRと結合し、そして、希ではあったが、特徴的な複屈折を示した(通常の場についてはそれぞれ図6iおよび図6k、そして偏光についてはそれぞれ図6jおよび図6l)。ペプチドF2A(NAGAIL)はCR結合能を示さなかった(通常の場について図6c、そして偏光については図6d)。CRで染色した乾燥後の緩衝液溶液を陰性コントロールとして使用した(通常の光および偏光について図6mおよび図6nをそれぞれを参照のこと)。興味深いことに、結合性の大きな違いが、陰性コントロールおよびF2Aペプチドについては観察されなかった。   Results-Wild type, N1A and G3A peptides bound CR and showed characteristic green / gold birefringence (Figures 6g, 6a and 6e for normal field and under polarized light) For microscopic observation, see FIGS. 6h, 6b and 6f, respectively). The I5A and L6A peptides bound to CR and exhibited rare but characteristic birefringence (Figs. 6i and 6k for normal field, respectively, and Fig. 6j and Fig. 6l for polarized light, respectively. ). Peptide F2A (NAGAIL) did not show CR binding capacity (FIG. 6c for normal field and FIG. 6d for polarized light). The dried buffer solution stained with CR was used as a negative control (see FIGS. 6m and 6n for normal light and polarization, respectively). Interestingly, no significant difference in binding was observed for the negative control and F2A peptide.

F2Aペプチドは原繊維を形成することができないことを実証するために、14日間インキュベーションしたペプチド溶液を結合アッセイにおいて使用した。ある程度の凝集が、2週間にわたりペプチドを「寝かせた」後で目視により観察されたが、CR染色はアミロイド構造を何ら示さなかった(結果は示されず)。同じ条件のもとで、野生型ペプチドのインキュベーションは著しいCR複屈折をもたらした。   To demonstrate that the F2A peptide cannot form fibrils, peptide solutions incubated for 14 days were used in the binding assay. Some aggregation was observed visually after “laying” the peptide for 2 weeks, but CR staining did not show any amyloid structure (results not shown). Under the same conditions, incubation of the wild type peptide resulted in significant CR birefringence.

(実施例5)
原繊維形成性のペプチドおよび変異型の超微細構造分析
様々なペプチドの潜在的原繊維形成能を電子顕微鏡観察分析によって評価した。
(Example 5)
Ultrastructural analysis of fibril forming peptides and variants The potential fibril forming ability of various peptides was evaluated by electron microscopy analysis.

方法−ペプチド溶液(10mMのTris緩衝液(pH7.2)における2mMのペプチド)を室温で一晩インキュベーションした。原繊維形成を、200メッシュの銅グリッドに置き、カーボン安定化ホルムバールフィルム(SPI Supplies、West Chester、PA)で覆った10μlのサンプルを使用して評価した。20秒〜30秒のインキュベーションの後、過剰な液体を除き、グリッドを2%酢酸ウラニル水溶液でネガティブ染色した。サンプルを、80kVで稼働するJEOL 1200EX電子顕微鏡で調べた。   Method-Peptide solution (2 mM peptide in 10 mM Tris buffer, pH 7.2) was incubated overnight at room temperature. Fibril formation was evaluated using 10 μl samples placed on a 200 mesh copper grid and covered with a carbon stabilized formvar film (SPI Supplements, West Chester, PA). After incubation for 20-30 seconds, excess liquid was removed and the grid was negatively stained with 2% aqueous uranyl acetate. Samples were examined with a JEOL 1200EX electron microscope operating at 80 kV.

結果−様々なペプチドによって形成された構造をさらに特徴づけるため、ネガティブ染色の電子顕微鏡観察分析を行った。以前の結果と一致して、フィラメント構造が、無定形の原繊維を生じさせたF2A(図7b)を除くすべてのペプチドについて観察された(図7a〜図7f)。I5AペプチドおよびL6Aペプチドによって形成された原繊維(それぞれ、図7eおよび図7f)の出現頻度は、野生型ペプチド(図7d)、N1AペプチドおよびG3Aペプチド(それぞれ、図7aおよび図7c)の出現頻度と比較して低かった。F2A、I5AおよびL6Aのペプチドについて示されるEM場はまれにしか観察されなかったが、これらの画像によって示された結果は、前節に示された量的結果を裏付けており、従って、原繊維形態学の定性的分析を提供している。   Results—To further characterize the structures formed by the various peptides, an electron microscopic analysis of negative staining was performed. Consistent with previous results, filament structure was observed for all peptides except for F2A (FIG. 7b), which gave rise to amorphous fibrils (FIGS. 7a-7f). The frequency of fibrils formed by the I5A and L6A peptides (FIGS. 7e and 7f, respectively) is the frequency of the wild-type peptide (FIG. 7d), the N1A peptide and the G3A peptide (FIGS. 7a and 7c, respectively). It was low compared with. Although the EM fields shown for the F2A, I5A and L6A peptides were rarely observed, the results shown by these images confirm the quantitative results shown in the previous section, and thus the fibril morphology Provides qualitative analysis of science.

野生型、N1AおよびG3Aのペプチドについて観察されたもつれた網状構造は、これらの原繊維の速い形成速度論によって説明することができる(実施例2参照)。より明瞭な構造およびより長い原繊維が、低頻度にもかかわらず、I5AペプチドおよびL6Aペプチドについて観察された。これらのより長い原繊維は、より秩序だった原繊維の組織化を可能にする、より遅い速度論の結果であり得る。   The entangled network observed for wild-type, N1A and G3A peptides can be explained by the rapid formation kinetics of these fibrils (see Example 2). A clearer structure and longer fibrils were observed for the I5A and L6A peptides despite the low frequency. These longer fibrils may be the result of slower kinetics that allow for a more ordered fibril organization.

まとめると、電子顕微鏡観察およびCR分析の定性的結果は、ヘキサアミロイドペプチドにおけるフェニルアラニン残基がそのアミロイド形成能のために非常に重要であることを強く示唆している。   In summary, the qualitative results of electron microscopy and CR analysis strongly suggest that the phenylalanine residue in the hexaamyloid peptide is very important for its ability to form amyloid.

(実施例6)
hIAPPの基本アミロイド形成ユニットにおける認識ドメインのマッピング−原理およびMBP−IAPP融合タンパク質合成
潜在的な認識ドメインを体系的にマッピングおよび比較するために、hIAPPの配列全体にわたる28個のメンブランスポットの重複するペプチド(すなわち、hIAPP1〜10、hIAPP2〜11、・・・、hIAPP28〜37)のアレイと相互作用するhIAPP(GenBankアクセション番号gi:4557655)の能力を検討した[Mazor(2002)、J.Mol.Biol.、322:1013〜24]。
(Example 6)
Mapping of recognition domains in the basic amyloidogenic unit of hIAPP—principle and MBP-IAPP fusion protein synthesis 28 overlapping overlapping peptides of hIAPP in order to systematically map and compare potential recognition domains (I.e. hIAPP 1-10 , hIAPP 2-11 ,..., HIAPP 28-37 ) were examined for the ability of hIAPP (GenBank accession number gi: 45557665) [Mazor (2002), J . Mol. Biol. 322: 1013-24].

材料および実験手順
細菌株−大腸菌株TG−1(Amersham Pharmacia、スウェーデン)を分子クローニングおよびプラスミド増殖のために使用した。細菌株BL21(DE3)(Novagen、米国)をタンパク質過剰発現のために使用した。
Materials and Experimental Procedures Bacterial strain-E. coli strain TG-1 (Amersham Pharmacia, Sweden) was used for molecular cloning and plasmid propagation. Bacterial strain BL21 (DE3) (Novagen, USA) was used for protein overexpression.

合成IAPPおよびMBP−IAPP融合タンパク質の操作−細菌のコドン使用頻度を含むように改変さしたヒトIAPPの合成DNA配列(配列番号58)を、8個の重複するプライマー(配列番号50〜57)をアニーリングすることによって作製した。PCRが、95℃で1分間、55℃で1分間および72℃で1分間の30サイクルによって行われた。アニーリング生成物を連結し、IAPP1プライマー(配列番号50)およびIAPP8プライマー(配列番号57)を使用して増幅した。その後、MBP−IAPP(MBP GenBankアクセション番号gi:2654021)融合配列を、IAPP合成テンプレートを使用して構築し、その後、このテンプレートを、YAR2(配列番号60)プライマーおよびYAR1プライマー(配列番号59)を使用して増幅し、それにより、V8 Ek切断部位および(His)タグをIAPPのN末端に挿入した。2つのプライマーはNotIおよびNcoIのクローニング部位をそれぞれ含んだ。得られたPCR産物をNcoIおよびNotIで消化し、pMALc2x−NN発現ベクターに連結した。pMALc2x−NN発現ベクターは、pMALc−NN19のポリリンカー部位をpMALc2x(New England Biolabs、米国)にクローン化することによって構築した[BACH(2001)、J.Mol.Biol.、312:79〜93]。 Manipulation of synthetic IAPP and MBP-IAPP fusion proteins-synthetic DNA sequence of human IAPP (SEQ ID NO: 58) modified to include bacterial codon usage, eight overlapping primers (SEQ ID NOs: 50-57) It was prepared by annealing. PCR was performed by 30 cycles of 95 ° C. for 1 minute, 55 ° C. for 1 minute and 72 ° C. for 1 minute. The annealing product was ligated and amplified using the IAPP1 primer (SEQ ID NO: 50) and the IAPP8 primer (SEQ ID NO: 57). Subsequently, an MBP-IAPP (MBP GenBank Accession No. gi: 26554021) fusion sequence was constructed using the IAPP synthesis template, after which this template was constructed using the YAR2 (SEQ ID NO: 60) and YAR1 primers (SEQ ID NO: 59). Was used to insert a V8 Ek cleavage site and a (His) 6 tag at the N-terminus of IAPP. The two primers contained NotI and NcoI cloning sites, respectively. The resulting PCR product was digested with NcoI and NotI and ligated into the pMALc2x-NN expression vector. The pMALc2x-NN expression vector was constructed by cloning the polylinker site of pMALc-NN 19 into pMALc2x (New England Biolabs, USA) [BACH (2001), J. Biol. Mol. Biol. 312: 79-93].

タンパク質の発現および精製−強いPtacプロモーターの下流にMBP−IAPPをコードする発現プラスミドpMALc2x−IAPPによって形質転換した大腸菌BL21細胞を、100μg/mlのアンピシリンおよび1%(W/V)のグルコースを補充した200mlのLB培地で生育させた。A600=0.8の光学密度に達すると、タンパク質の発現を、30℃で3時間、0.1mMまたは0.5mMのIPTGで誘導した。 Protein expression and purification-E. coli BL21 cells transformed with the expression plasmid pMALc2x-IAPP encoding MBP-IAPP downstream of the strong Ptac promoter were supplemented with 100 μg / ml ampicillin and 1% (W / V) glucose. It was grown on 200 ml of LB medium. Upon reaching an optical density of A 600 = 0.8, protein expression was induced with 0.1 mM or 0.5 mM IPTG for 3 hours at 30 ° C.

細胞抽出物を、以前の記載[Gazit(1999)、J.Biol.Chem.、274:2652〜2657]のように、凍結−融解、その後の短時間の超音波処理を使用して、20mMのTris−HCl(pH7.4)、1mMのEDTA、200mMのNaCl、およびプロテアーゼ阻害剤カクテル(Sigma)において調製した。タンパク質抽出物を、20,000gでの遠心分離によって清澄化し、4℃で保存した。MBP−IAPP融合タンパク質を、抽出物をアミロース樹脂カラム(New England Biolabs、米国)に通すことによって精製し、同じ緩衝液における20mMのマルトースによる溶出によって回収した。精製したMBP−IAPPは4℃で保存した。タンパク質濃度を、BSAを標準としてPierce Coomassieプラス試薬(Pierce、米国)を使用して測定した。MBPおよびMBP−IAPPのタンパク質画分をSDS/12%ポリアクリルアミドゲルで分析し、ゲルをGelCode Blue(Pierce、米国)で染色した。   Cell extracts were obtained as previously described [Gazit (1999), J. MoI. Biol. Chem. 274: 2652-2657] using freeze-thaw followed by brief sonication, 20 mM Tris-HCl (pH 7.4), 1 mM EDTA, 200 mM NaCl, and protease inhibition. Prepared in an agent cocktail (Sigma). The protein extract was clarified by centrifugation at 20,000 g and stored at 4 ° C. MBP-IAPP fusion protein was purified by passing the extract through an amylose resin column (New England Biolabs, USA) and recovered by elution with 20 mM maltose in the same buffer. Purified MBP-IAPP was stored at 4 ° C. Protein concentration was measured using Pierce Coomassie Plus reagent (Pierce, USA) with BSA as a standard. The MBP and MBP-IAPP protein fractions were analyzed on SDS / 12% polyacrylamide gels and the gels were stained with GelCode Blue (Pierce, USA).

MBP−IAPP内のジスルフィド結合が酸化されているかどうかを調べるために、精製したMBPタンパク質およびMBP−IAPPタンパク質を5当量のN−ヨードアセチル−N’−(8−スルホ−1−ナフチル)エチレンジアミン(IAEDANS)(Sigma、Rehovot、イスラエル)と暗所において室温で一晩反応させた。遊離した色素を、標識されたタンパク質から、QuickSpin G−25 Sephadexカラムでのゲルろ過クロマトグラフィーによって分離した。その後、MBPおよびMBP−IAPPの蛍光を測定した。小さい蛍光標識化が検出されただけであった(平均して、タンパク質分子あたり0.1未満のプローブ分子)。MBPおよびMBP−IAPPの標識化の間には大きな差は認められなかった。このことは、発現したIAPP分子におけるジスルフィド架橋は大部分が酸化されていたことを示唆していた。   In order to investigate whether the disulfide bond in MBP-IAPP was oxidized, purified MBP protein and MBP-IAPP protein were mixed with 5 equivalents of N-iodoacetyl-N ′-(8-sulfo-1-naphthyl) ethylenediamine ( IAEDANS) (Sigma, Rehovot, Israel) and reacted overnight in the dark at room temperature. The liberated dye was separated from the labeled protein by gel filtration chromatography on a QuickSpin G-25 Sephadex column. Thereafter, the fluorescence of MBP and MBP-IAPP was measured. Only small fluorescent labeling was detected (on average, less than 0.1 probe molecules per protein molecule). There was no significant difference between the labeling of MBP and MBP-IAPP. This suggested that the disulfide bridges in the expressed IAPP molecule were mostly oxidized.

結果
組み換えMBP−IAPPの発現および精製−完全なhIAPPを細菌において発現させる以前の試みは成功していなかったので、タンパク質を、hIAPPを発現時に所望されない凝集から保護するMBP融合体として発現させた[Bach(2001)、J.Mol.Biol.、312:79〜93]。融合タンパク質の合成は、図8aに示すように細菌のコドン使用頻度を使用して行った。得られた融合配列を、図8bに示すようにpMALc2x−NNにクローン化して、大腸菌BL21(DE3)に導入した。生育条件、細胞抽出物調製およびタンパク質精製は、本明細書中上記に記載するように行った。IPTGによる誘導により、可溶性画分における高レベルのMBP−IAPPの蓄積がもたらされ、5%未満のMBP−IAPP融合タンパク質が細胞抽出物の不溶性画分に見出された(データは示さず)。MBPおよびMBP−IAPPの典型的な精製工程から得られた一部分を図9に示す。示されるように、GelCode Blueで染色したSDS/ポリアクリルアミドゲルをデンシトメーターでスキャンすることによって計算すると、48kDaのMBP−IAPPが総可溶性タンパク質の25%にまで蓄積していた。振とうフラスコにおいて30℃で誘導すると(A600=2.0)、MBP−IAPPが1Lの細胞培養あたり約150mgのレベルで細胞質に可溶性タンパク質として蓄積した。精製時の喪失にもかかわらず、MBP−IAPPが80mg/l・細胞の収量でほぼ均一に精製した。IAPPのさらなる適用および好都合な均一性精製のために、MBPタグを除くためのXa因子切断部位に加えて、さらなるHis−Tagもまた含まれていた(図8b)。このHis−Tagは、IAPP配列のN末端のLys残基でのEk V8切断によって除くことができ、これにより、野生型IAPPの放出が得られる。
Results Expression and purification of recombinant MBP-IAPP—Before previous attempts to express intact hIAPP in bacteria were successful, the protein was expressed as an MBP fusion that protects hIAPP from undesired aggregation during expression [ Bach (2001), J.A. Mol. Biol. 312: 79-93]. Fusion protein synthesis was performed using bacterial codon usage, as shown in FIG. 8a. The resulting fusion sequence was cloned into pMALc2x-NN as shown in FIG. 8b and introduced into E. coli BL21 (DE3). Growth conditions, cell extract preparation and protein purification were performed as described herein above. Induction with IPTG resulted in high levels of MBP-IAPP accumulation in the soluble fraction, and less than 5% MBP-IAPP fusion protein was found in the insoluble fraction of cell extracts (data not shown) . A portion obtained from a typical purification step for MBP and MBP-IAPP is shown in FIG. As shown, 48 kDa MBP-IAPP had accumulated to 25% of total soluble protein as calculated by scanning a SDS / polyacrylamide gel stained with GelCode Blue with a densitometer. When induced at 30 ° C. in shake flasks (A 600 = 2.0), MBP-IAPP accumulated as soluble protein in the cytoplasm at a level of about 150 mg per 1 L of cell culture. Despite the loss during purification, MBP-IAPP was almost uniformly purified with a yield of 80 mg / l · cell. In addition to the factor Xa cleavage site to remove the MBP tag, additional His-Tag was also included for further application of IAPP and convenient homogenization purification (FIG. 8b). This His-Tag can be removed by Ek V8 cleavage at the N-terminal Lys residue of the IAPP sequence, resulting in the release of wild-type IAPP.

(実施例7)
hIAPPポリペプチドにおける分子認識配列の同定
IAPPペプチドアレイの構築−hIAPP1〜37の連続した重複する配列に対応するデカマー(配列番号61〜88)を、SPOT技術(Jerini AG、Berlin、ドイツ)を使用してセルロースメンブランマトリックス上で合成した。ペプチドは、C末端のアミノ酸を介してWhatman50セルロース支持体(Whatman、Maidstone、英国)に共有結合させた。ペプチド分解に対する安定性がより大きく、また、生来的な認識モチーフの提示がより良好であるので、N末端のアセチル化をペプチドスキャンのために使用した。
(Example 7)
Use hIAPP polypeptides corresponding to successive overlapping sequences identified IAPP peptide array construction -HIAPP 1-37 molecular recognition sequence in decamer (SEQ ID NO: 61-88), SPOT technology (Jerini AG, Berlin, Germany) And synthesized on a cellulose membrane matrix. The peptide was covalently linked to a Whatman 50 cellulose support (Whatman, Maidstone, UK) via the C-terminal amino acid. N-terminal acetylation was used for peptide scans because of greater stability against peptide degradation and better presentation of native recognition motifs.

ペプチド合成−ペプチド合成を、Peptron,Inc.(Taejeon、韓国)によって行われた固相合成法を使用して行った。ペプチド配列が正しいことを、HP1100シリーズLC/MSD[Hewlett−Packard Company、Palo Alto、CA]を使用してイオンスプレー質量分析法によって確認した。ペプチドの純度を、水および0.1%トリフルオロ酢酸(TFA)における0%から100%へのアセトニトリルの30分の直線勾配を1ml/分の流速で使用して、C18カラムでの逆相高圧液体クロマトグラフィー(RP−HPLC)によって確認した。 Peptide synthesis—Peptide synthesis was performed as described in Peptron, Inc. (Taejeon, Korea). The peptide sequence was confirmed by ion spray mass spectrometry using the HP1100 series LC / MSD [Hewlett-Packard Company, Palo Alto, CA]. The purity of the peptide was determined using a 30 minute linear gradient of 0% to 100% acetonitrile in water and 0.1% trifluoroacetic acid (TFA) at a flow rate of 1 ml / min using reverse phase on a C18 column. Confirmed by high pressure liquid chromatography (RP-HPLC).

結合研究−セルロース上でのペプチドアレイを、最初に、Tris緩衝化生理的食塩水(TBS、20mM Tris(pH7.5)、150mM NaCl)における5%(V/V)の脱脂乳でブロッキングした。その後、セルロースメンブランを、同じブロッキング緩衝液において4℃で12時間、10μg/mlのMBP−IAPP1〜37の存在下でインキュベーションした。次いで、セルロースメンブランをTBSにおける0.05%ツイーン20で繰り返し洗浄した。セルロースメンブランに結合したMBP−IAPP1〜37を抗MBPモノクローナル抗体(Sigma、イスラエル)により検出した。HRP結合ヤギ抗マウス抗体(Jackson Laboratories、米国)を二次抗体として使用した。免疫ブロットを、Renaissanceウエスタンブロット化学発光試薬(NEN、米国)を製造者の説明書に従って使用して発色させ、シグナルを、デンシトメトリーを使用して定量した。再使用のためのセルロースメンブランの再生を、62.5mMのTris、2%のSDS、100Mmの2−メルカプトエタノールを含む再生緩衝液I(pH6.7)と、8Mの尿素、1%のSDS、0.1%の2−メルカプトエタノールを含む再生緩衝液IIとで順次洗浄することによって行った。洗浄工程の効率を、記載したように、メンブランを化学発光試薬と接触することによってモニターした。 Binding studies—Peptide arrays on cellulose were first blocked with 5% (V / V) skim milk in Tris-buffered saline (TBS, 20 mM Tris pH 7.5, 150 mM NaCl). The cellulose membrane was then incubated in the same blocking buffer at 4 ° C. for 12 hours in the presence of 10 μg / ml MBP-IAPP 1-37 . The cellulose membrane was then repeatedly washed with 0.05% Tween 20 in TBS. MBP-IAPP 1-37 bound to the cellulose membrane was detected with an anti-MBP monoclonal antibody (Sigma, Israel). HRP-conjugated goat anti-mouse antibody (Jackson Laboratories, USA) was used as the secondary antibody. Immunoblots were developed using Renaisence Western Blot Chemiluminescent Reagent (NEN, USA) according to manufacturer's instructions and signal was quantified using densitometry. Regeneration of the cellulose membrane for reuse is carried out using 62.5 mM Tris, 2% SDS, 100 Mm 2-mercaptoethanol in regeneration buffer I (pH 6.7), 8M urea, 1% SDS, This was performed by sequential washing with regeneration buffer II containing 0.1% 2-mercaptoethanol. The efficiency of the washing step was monitored by contacting the membrane with a chemiluminescent reagent as described.

結果
IAPPポリペプチドにおける結合性配列の同定−hIAPP分子間の分子間認識を媒介するIAPP分子における構造モチーフを同定するために、hIAPP1〜37分子のアミノ酸1〜10からアミノ酸28〜37に対応する28個の可能な重複するデカマーをセルロースメンブランマトリックス上で合成した。セルロースメンブランに結合させたペプチドをMBP−hIAPP1〜37と一晩インキュベーションした。セルロースメンブランを高塩緩衝液で洗浄した後、セルロースメンブラン上の免疫ブロットを分析し、結合をデンシトメトリーによって定量した(図10b)。合成時のペプチドカップリング効率が変化し得るので、測定された結合は半定量的であることが理解される。
Results Identification of binding sequences in IAPP polypeptides—corresponding to amino acids 1-10 to amino acids 28-37 of hIAPP 1-37 molecules to identify structural motifs in IAPP molecules that mediate intermolecular recognition between hIAPP molecules Twenty-eight possible overlapping decamers were synthesized on a cellulose membrane matrix. Peptides conjugated to cellulose membrane were incubated overnight with MBP-hIAPP 1-37 . After washing the cellulose membrane with high salt buffer, immunoblots on the cellulose membrane were analyzed and binding was quantified by densitometry (FIG. 10b). It is understood that the measured binding is semi-quantitative because peptide coupling efficiency during synthesis can vary.

図10a〜図10bに示すように、多数のペプチドセグメントが、MBP−IAPPに対する結合を示した。IAPPポリペプチドの中心に位置するアミノ酸配列(すなわち、hIAPP7〜16〜hIAPP12〜21)が、MBP−hIAPP1〜37に対する最も顕著な結合を示した。別の結合性領域をIAPPのC末端部分(hIAPP19〜28〜hIAPP21〜30)において同定したが、この場合の結合はそれほど顕著でなかった。さらに第3の結合スポットがIAPPのN末端部分(hIAPP2〜11)に存在したが、この場合、中心のモチーフの近くでの典型的な分布は明らかではなかった。このことは、この結果が偽であり得ることを示唆している。ブロットを過度に感光させた後でさえも(データは示さず)、(hIAPP1〜10またはhIAPP3〜12のいずれに対しても)このペプチドの近くにおける結合は検出されなかった。さらに、ジスルフィド架橋に対して2〜11の領域の非常に近いところでは、生理学的条件のもとでの原繊維化のプロセスが可能でないと考えられる。 As shown in FIGS. 10a-10b, a number of peptide segments showed binding to MBP-IAPP. Amino acid sequence positioned at the center of the IAPP polypeptide (i.e., hIAPP 7~16 ~hIAPP 12~21) showed the most significant binding to MBP-hIAPP 1-37. It was identified in another binding region of IAPP C-terminal portion (hIAPP 19~28 ~hIAPP 21~30), but binding in this case was less noticeable. In addition, a third binding spot was present in the N-terminal part of IAPP (hIAPP 2-11 ), but in this case the typical distribution near the central motif was not clear. This suggests that this result may be false. Even after over-exposure of the blot (data not shown), no binding in the vicinity of this peptide was detected (for either hIAPP 1-10 or hIAPP 3-12 ). Furthermore, it is believed that the process of fibrillation under physiological conditions is not possible very close to the region 2-11 relative to the disulfide bridge.

アレイ化したペプチドと結合する際のMBP自体の関与を除外するために、ペプチドが結合したセルロースメンブランをMBPだけとインキュベーションし、免疫ブロッティングによって分析した。結合はメンブランの発色後には確認されなかった(示さず)。   To exclude the involvement of MBP itself in binding to the arrayed peptide, the peptide-bound cellulose membrane was incubated with MBP alone and analyzed by immunoblotting. Binding was not confirmed after membrane development (not shown).

これらの結果により、hIAPPの以前に明らかにされた結合モチーフ[すなわち、基本アミロイド形成ユニット、hIAPP20〜29、Westermark(1990)、Proc.Natl.Acad.Sci.、13:5036〜40;Tenidis(2000)、J.Mol.Biol.、295:1055〜1071;AzrielおよびGazit(2001)、J.Biol.Chem.、276:34156〜34161]に加えて、hIAPP内における分子認識の主要な中心ドメインを同定した。ペプチドアレイの結合分布のプロフィル(図10b)は、NFVLH(配列番号17)がコアの認識モチーフとして役立ち得ることを示唆している。   These results indicate that hIAPP previously revealed binding motif [i.e. basic amyloidogenic unit, hIAPP 20-29, Westermark (1990), Proc. Natl. Acad. Sci. 13: 5036-40; Tenidis (2000), J. MoI. Mol. Biol. 295: 1055-1071; Azriel and Gazit (2001), J. MoI. Biol. Chem. 276: 34156-34161], the major central domain of molecular recognition within hIAPP was identified. The peptide array binding distribution profile (FIG. 10b) suggests that NFVLH (SEQ ID NO: 17) may serve as a core recognition motif.

(実施例8)
濁度測定によってモニターしたときのhIAPPペプチドフラグメントの凝集速度論の特徴づけ
hIAPPペプチドアレイに対する組み換えMBP−hIAPP融合タンパク質の結合分析(実施例7)により、推定の自己会合ドメインをhIAPPタンパク質の中心部分において同定した。
(Example 8)
Characterization of aggregation kinetics of hIAPP peptide fragments as monitored by turbidimetry. Binding analysis of recombinant MBP-hIAPP fusion protein to hIAPP peptide array (Example 7) shows a putative self-association domain in the central part of hIAPP protein. Identified.

アミロイド原繊維を形成することができる最小の構造モチーフを同定するために、この推定の自己会合ドメインに含まれる一連のペプチドを、405nmでの濁度測定を使用してモニターしたときの凝集について試験した。   To identify the smallest structural motif capable of forming amyloid fibrils, a series of peptides contained in this putative self-association domain were tested for aggregation when monitored using turbidity measurements at 405 nm. did.

下記の表3には、調べたペプチドを示す。
Table 3 below shows the peptides examined.

材料および実験手順
速度論的凝集アッセイ−新しく調製したペプチドストック溶液を、凍結乾燥形態のペプチドをジメチルスルホキシド(DMSO)に100mg/mlの濃度で溶解することによって作製した。何らかの事前の凝集を避けるために、新しいストック溶液をそれぞれの実験のために調製した。ペプチドストック溶液を、酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)プレートのウエルにおいて、下記のようにアッセイ緩衝液に希釈した。8μlのペプチドストック溶液を92μLの10mM Tris(pH7.2)に加えた(従って、ペプチドの最終濃度は8%のDMSOの存在下で8mg/mlであった)。濁度データを405nmで集めた。試験サンプルと同じ量のDMSOを含有する緩衝液溶液をブランクとして使用し、ブランクを結果から差し引いた。濁度を、THERMOmax ELISAプレートリーダー(Molecular Devices、Sunnyvale、CA)を使用して室温で連続的に測定した。
Materials and Experimental Procedures Kinetic aggregation assay-A freshly prepared peptide stock solution was made by dissolving lyophilized form of peptide in dimethyl sulfoxide (DMSO) at a concentration of 100 mg / ml. A fresh stock solution was prepared for each experiment to avoid any prior aggregation. The peptide stock solution was diluted in assay buffer as described below in the wells of an enzyme linked immunosorbent assay (ELISA) plate. 8 μl of peptide stock solution was added to 92 μL of 10 mM Tris pH 7.2 (thus the final concentration of peptide was 8 mg / ml in the presence of 8% DMSO). Turbidity data was collected at 405 nm. A buffer solution containing the same amount of DMSO as the test sample was used as a blank and the blank was subtracted from the results. Turbidity was measured continuously at room temperature using a THERMOmax ELISA plate reader (Molecular Devices, Sunnyvale, CA).

結果
濁度アッセイを、水性媒体において凝集する様々なペプチド(表3)の能力を測定するために行った。種々のペプチドフラグメントの新しいストック溶液をDMSOにおいて作製し、その後、Tris緩衝液溶液に希釈し、濁度を、タンパク質凝集の目安として、2時間にわたってモニターした。図11に示すように、NFLVHSS、FLVHSSおよびFLVHSのペプチドは大きい濁度を示した。NFGAILの短いペプチドによるアミロイド形成については以前[Tenidis(2000)、上記]に報告されていたが、遅れ時間は非常に短いか、または全くなく、従って、これらの実験条件下では検出できず、しかしながら、凝集速度論プロフィルは、ヘキサペプチドhIAPP22〜27(NFGAIL)について観測された凝集速度論プロフィルと類似したことが理解される。他方で、ペプチドNFLVHSSNNは非常に遅い濁度を示し、一方、NFLVHおよびFLVHはほとんど全く濁度を示していない。著しくより長くインキュベーションした後でさえ、有意な濁度は、後者の2つのペプチドに関しては観測されなかった。アミロイド原繊維形成のないことは、部分的に荷電したヒスチジン残基の静電的反発のためであると考えられる。
Results Turbidity assays were performed to determine the ability of various peptides (Table 3) to aggregate in aqueous media. Fresh stock solutions of various peptide fragments were made in DMSO and then diluted in Tris buffer solution and turbidity was monitored over 2 hours as a measure of protein aggregation. As shown in FIG. 11, NFLVHSS, FLVHSS, and FLVHS peptides showed high turbidity. Amyloid formation by short peptides of NFGAIL has been previously reported in [Tenidis (2000), supra], but the lag time is very short or not at all, and therefore cannot be detected under these experimental conditions, however. It is understood that the aggregation kinetic profile is similar to the aggregation kinetic profile observed for the hexapeptide hIAPP 22-27 (NFGAIL). On the other hand, the peptide NFLVHSSNN shows very slow turbidity, while NFLVH and FLVH show almost no turbidity. Even after a significantly longer incubation, no significant turbidity was observed for the latter two peptides. The absence of amyloid fibril formation is thought to be due to electrostatic repulsion of partially charged histidine residues.

(実施例9)
コンゴーレッド(CP)結合アッセイによるhIAPPペプチドのアミロイド形成性の試験
偏光顕微鏡観察と組み合わせられたコンゴーレッド(CP)染色を、本発明のペプチドのアミロイド形成性を試験するために利用した。アミロイド原繊維はCRと結合して、金色/緑色の複屈折を偏光下で示す[Puchtler(1966)、J.Histochem.Cytochem.、10:355〜364]。
Example 9
Testing amyloidogenicity of hIAPP peptide by Congo red (CP) binding assay Congo red (CP) staining combined with polarizing microscopy was utilized to test the amyloidogenicity of the peptides of the present invention. Amyloid fibrils bind to CR and exhibit gold / green birefringence under polarized light [Puchtler (1966), J. Mol. Histochem. Cytochem. 10: 355-364].

材料および実験手順
コンゴーレッド染色および複屈折−少なくとも1日間寝かせた、10mMのTris緩衝液(pH7.2)における8mg/mlのペプチド溶液の10μLの懸濁物をガラス製の顕微鏡スライドガラスの上で一晩乾燥させた。染色を、以前の記載[Puchtler(1966)、上記]のように、80%エタノール(v/v)溶液における飽和コンゴーレッド(CR)およびNaClの10μLの懸濁液を加えることによって行った。溶液を0.45μmのフィルターによりろ過した。その後、スライドガラスを数時間乾燥させた。複屈折を、直交偏光子を備えるSZX−12実体顕微鏡(Olympus、Hamburg、ドイツ)を用いて測定した。
Materials and Experimental Procedures Congo red staining and birefringence—10 μL suspension of 8 mg / ml peptide solution in 10 mM Tris buffer (pH 7.2) aged at least 1 day on a glass microscope slide. Dried overnight. Staining was performed by adding a 10 μL suspension of saturated Congo red (CR) and NaCl in 80% ethanol (v / v) solution as previously described [Puchtler (1966), supra]. The solution was filtered through a 0.45 μm filter. Thereafter, the slide glass was dried for several hours. Birefringence was measured using an SZX-12 stereo microscope (Olympus, Hamburg, Germany) equipped with orthogonal polarizers.

結果
コンゴーレッド染色および複屈折−濁度アッセイ(実施例8参照)において形成された凝集物の何らかの可能なアミロイド性を明らかにするために、CR複屈折アッセイを行った。ペプチドフラグメントを、CRによる染色、および直交偏光子を備えた光学顕微鏡のもとでの試験によってアミロイド形成性について調べた。速度論的アッセイの結果と一致して、また、図12b〜cおよび図12eに示すように、NFLVHSS、FLVHSSおよびFLVHSのペプチドは典型的な複屈折を示した。これに対して、NFLVHSSNN、NFLVHおよびFLVHのペプチドは非常に弱い複屈折を示したか、または複屈折を全く示さなかった(図12a、図12dおよび図12f)。ペプチドNFLVHSSNNはより弱い特徴的な複屈折を示した(図12a)。ペプチドNFLVHはサンプルの縁において強い不鮮明な染色を示した(図12d)。ペプチドFLVHは複屈折を示さなかった(図12f)。FLVHペプチドが、長い遅れ時間のためにアミロイド原繊維を形成しないかどうかを試験するために、5日間寝かせたペプチド溶液のサンプルを調べた。同じペプチドをまた、水溶液において、非常に高い濃度(10mg/ml)で試験したが、複屈折はすべての場合に検出されなかった。このことは、このペプチドはアミロイドを形成しないことを示している(データは示さず)。
Results A CR birefringence assay was performed to reveal any possible amyloid character of the aggregates formed in the Congo Red staining and birefringence-turbidity assay (see Example 8). Peptide fragments were examined for amyloidogenicity by staining with CR and testing under a light microscope equipped with orthogonal polarizers. Consistent with the kinetic assay results and as shown in FIGS. 12b-c and 12e, the NFLVHSS, FLVHSS and FLVHS peptides showed typical birefringence. In contrast, NFLVHSSNN, NFLVH and FLVH peptides showed very weak birefringence or no birefringence (FIGS. 12a, 12d and 12f). The peptide NFLVHSSNN showed a weaker characteristic birefringence (FIG. 12a). Peptide NFLVH showed strong smeared staining at the edge of the sample (FIG. 12d). Peptide FLVH showed no birefringence (FIG. 12f). To test whether the FLVH peptide did not form amyloid fibrils due to the long lag time, a sample of the peptide solution aged for 5 days was examined. The same peptide was also tested in aqueous solution at a very high concentration (10 mg / ml), but no birefringence was detected in all cases. This indicates that this peptide does not form amyloid (data not shown).

(実施例10)
原繊維形成hIAPPペプチドの超微細構造分析
様々なペプチドの潜在的原繊維形成能を電子顕微鏡観察分析によって評価した。
(Example 10)
Ultrastructural analysis of fibril forming hIAPP peptides The potential fibril forming ability of various peptides was evaluated by electron microscopy analysis.

材料および実験手順
透過電子顕微鏡観察−少なくとも1日間寝かせた、10mMのTris緩衝液(pH7.2)における8mg/mlのペプチド溶液の10μLサンプルを400メッシュの銅グリッド(SPI supplies、West Chester、PA)に置き、カーボン安定化ホルムバールフィルムによって覆った。1分後、過剰な液体を除き、その後、グリッドを2%酢酸ウラニル水溶液でさらに2分間ネガティブ染色した。サンプルを、80kVで稼働するJOEL 1200EX電子顕微鏡で調べた。
Materials and Experimental Procedures Transmission Electron Microscopy—A 10 μL sample of an 8 mg / ml peptide solution in 10 mM Tris buffer (pH 7.2) aged for at least 1 day was transferred to a 400 mesh copper grid (SPI supplements, West Chester, PA). And covered with a carbon stabilized formvar film. After 1 minute, excess liquid was removed and the grid was then negatively stained with 2% aqueous uranyl acetate for an additional 2 minutes. Samples were examined with a JOEL 1200EX electron microscope operating at 80 kV.

結果
様々なペプチドによって形成された構造をさらに特徴づけるために、ネガティブ染色での顕微鏡観察を行った。以前の結果と一致して、無定形の凝集物が見出されるだけのFLVHペプチドを除いて、すべてのペプチドフラグメントが原繊維構造を示した(図13a〜図13f)。NFLVHSSNNペプチドは、上記に記載するように、全長ペプチドによって形成されるフィラメントと類似する長い薄いコイル状フィラメントを示した(図13a)。NFLVHSS、FLVHSS、FLVHSのペプチドは、NFGAILフラグメントについて記載されるように、長い幅広いリボン様原繊維を示した[Tenidis(2000)、上記;それぞれ、図13c〜図13e]。NFLVHペプチドによって形成された原繊維は薄くて短く、フィラメントではなく、むしろ、プロトフィラメントであると見なすことができる。その出現は、はるかにより低い頻度であり、EM写真は、一般的な視野ではなく、かなり希な事象を表している(図13d)。図13fに示すように、FLVHペプチドは無定形凝集物の形成を媒介した。
Results Microscopic observation with negative staining was performed to further characterize the structures formed by the various peptides. Consistent with previous results, all peptide fragments showed a fibrillar structure except for FLVH peptides where only amorphous aggregates were found (FIGS. 13a-13f). The NFLVHSSNN peptide showed a long thin coiled filament similar to that formed by the full-length peptide, as described above (FIG. 13a). The peptides NFLVHSS, FLVHSS, FLVHS showed long and wide ribbon-like fibrils as described for the NFGAIL fragment [Tendisis (2000), above; FIGS. 13c-13e, respectively]. The fibrils formed by the NFLVH peptide are thin and short and can be considered protofilaments rather than filaments. Its appearance is much less frequent, and EM pictures represent rather rare events rather than a general field of view (FIG. 13d). As shown in FIG. 13f, the FLVH peptide mediated the formation of amorphous aggregates.

(実施例11)
hIAPPペプチドフラグメントの二次構造分析
フーリエ変換赤外分光法(FT−IR)を、hIAPPアミロイド形成ペプチド原繊維および非原繊維ペプチドの二次構造を明らかにするために行った。
(Example 11)
Secondary structure analysis of hIAPP peptide fragments Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) was performed to reveal the secondary structure of hIAPP amyloidogenic peptide fibrils and non-fibrillar peptides.

材料および実験手順
フーリエ変換赤外分光法−赤外スペクトルを、DTGS検出器を備えるNicolet社のNexus470FT−IR分光計を使用して記録した。寝かせたペプチド溶液のサンプルを、濁度アッセイから採取し、その後、CaFウインドウ(Sigma)プレート上に懸濁し、真空乾燥させた。ペプチド沈着物を二回蒸留水で再懸濁し、続いて乾燥させて、薄いフィルムを形成させた。この再懸濁手順を2回繰り返して、水素から重水素への交換が最大になることを確実にした。測定値を、4cm−1の分解能および2000回の走査平均化を使用して得た。透過率極小値をOMNIC分析プログラム(Nicolet)によって決定した。
Materials and Experimental Procedures Fourier Transform Infrared Spectroscopy—Infrared spectra were recorded using a Nicolet Nexus 470-IR spectrometer equipped with a DTGS detector. A sample of the aged peptide solution was taken from the turbidity assay and then suspended on a CaF 2 window (Sigma) plate and vacuum dried. The peptide deposit was resuspended with double distilled water followed by drying to form a thin film. This resuspension procedure was repeated twice to ensure maximum hydrogen to deuterium exchange. Measurements were obtained using 4 cm −1 resolution and 2000 scan averaging. The transmission minimum was determined by the OMNIC analysis program (Nicolet).

結果
FT−IR研究−図14a〜図14fに示すように、原繊維ペプチドはすべてが、β−シート構造について典型的な十分に明らかにされた極小バンドを1620cm−1〜1640cm−1付近に有するFT−IRスペクトルを示した。これに対して、それ以外の方法により原繊維について出現を有しないテトラペプチドFLVHのスペクトルは、ランダムコイル構造の典型である。NFLVHSSNNペプチドのスペクトルは、β−シート含有量が大きいことを示す1621cm−1における透過率極小、ならびに、非β構造の存在を示唆する1640cm−1および1665cm−1における極小を示した。別の小さい極小が、逆平行のβ−シートを示す1688cm−1において観測された(図14a)。NFLVHSSペプチドのスペクトルは大きな極小バンドを1929cm−1および1675cm−1に示した。このスペクトルは逆平行のβ−シート構造の典型である(図14b)。類似するスペクトルが、1625cm−1における大きな極小および1676cm−1における小さい極小を伴ってペプチドFLVHSについて観測された(図14e)。FLVHSSペプチドのスペクトルはまた、大きな極小を1626cm−1に示した。このスペクトルはまた、いくつかの小さい極小を1637cm−1〜1676cm−1付近に有したが、それらは、シグナルよりもノイズに類似する形状を有した(図14c)。NFLVHペプチドのスペクトルは、1636cm−1における極小(これもまたβ−シートを示す)を示したが、それ以外のスペクトルと比較したとき、非β構造の存在を示し得るこのバンドは、1654cm−1および1669cm−1における観測された極小と同様に、移動していた(図14d)。対照的に、FLVHペプチドのスペクトルは、1620cm−1〜1640cm−1に極小を示さないが、ランダムコイル構造に典型的な1646cm−1〜1675cm−1の付近に多数の極小を示した(図14f)。
Results FT-IR studies—As shown in FIGS. 14 a-14 f, all fibril peptides have a well-defined minimal band typical for β-sheet structures around 1620 cm −1 to 1640 cm −1. FT-IR spectrum was shown. In contrast, the spectrum of the tetrapeptide FLVH, which has no appearance on fibrils by other methods, is typical of random coil structures. Spectrum of NFLVHSSNN peptides transmittance minimum in the 1621 cm -1 to indicate that β- sheet content is large, and showed a minimum at suggesting 1640 cm -1 and 1665 cm -1 for the presence of non-β structure. Another small minimum was observed at 1688 cm −1 , indicating an antiparallel β-sheet (FIG. 14a). The spectrum of the NFLVHSS peptide showed large minimal bands at 1929 cm −1 and 1675 cm −1 . This spectrum is typical of an antiparallel β-sheet structure (FIG. 14b). Spectrum similar have been observed for the peptide FLVHS with a smaller minimum in a large minimum and 1676cm -1 in 1625 cm -1 (Fig. 14e). The spectrum of the FLVHSS peptide also showed a large minimum at 1626 cm −1 . The spectrum also has several small minimum had around 1637cm -1 ~1676cm -1, they had a shape similar to the noise than signal (Figure 14c). The spectrum of the NFLVH peptide showed a minimum at 1636 cm −1 (which also indicates a β-sheet), but this band, which may indicate the presence of a non-β structure when compared to the other spectra, is 1654 cm −1. As well as the observed minimum at 1669 cm −1 (FIG. 14d). In contrast, the spectrum of FLVH peptide shows no minima 1620cm -1 ~1640cm -1, showed a number of minimum near the typical 1646cm -1 ~1675cm -1 to random coil structure (Fig. 14f ).

FLVHテトラペプチドがアミロイド原繊維を全く形成することができないか、または、検出することができない原繊維形成が遅い速度論の結果であるかを調べるために、同じ実験条件においてペプチドの溶液を2ヶ月間にわたってインキュベーションし、原繊維の存在を調べた。しかしながら、アミロイド原繊維形成の証拠は、EM顕微鏡観察、CR染色またはFT−IR分光法を使用して検出されなかった。これらの結果は、エネルギーを考慮することにより、テトラペプチドが原繊維を形成することができないことを示唆し得る。すなわち、3つのペプチド結合から構成される鎖のスタッキングのエネルギー寄与は、オリゴマー化のエントロピー損失よりも小さい。   To examine whether the FLVH tetrapeptide cannot form amyloid fibrils at all, or whether fibril formation that cannot be detected is a result of slow kinetics, a solution of the peptide in the same experimental conditions for 2 months Incubated between and examined for the presence of fibrils. However, no evidence of amyloid fibril formation was detected using EM microscopy, CR staining or FT-IR spectroscopy. These results may suggest that the tetrapeptide cannot form fibrils by considering energy. That is, the energy contribution of stacking chains composed of three peptide bonds is less than the entropy loss of oligomerization.

まとめると、超微細構造の観察結果は、濁度アッセイおよびコンゴーレッド複屈折アッセイによって明らかされるような知見と一致している。同時に、実験データにより、アミロイド形成能が強い、hIAPPペプチド内の新規のペンタペプチドエレメント、すなわち、FLVHSペプチドを同定した。興味深いことに、hIAPPポリペプチドの同じ中心ドメインに見出されたNFLVHペプチドがアミロイド形成性であることが見出されたが、原繊維を形成するその能力はやや劣っていた。   In summary, the ultrastructural observations are consistent with findings as revealed by the turbidity assay and the Congo Red birefringence assay. At the same time, experimental data identified a novel pentapeptide element within the hIAPP peptide, ie, the FLVHS peptide, that has strong amyloidogenic potential. Interestingly, although the NFLVH peptide found in the same central domain of hIAPP polypeptide was found to be amyloidogenic, its ability to form fibrils was somewhat inferior.

(実施例12)
メジンの最小アミロイド形成ペプチドフラグメントの同定
背景
メジン(GenBankアクセション番号gi:5174557)は、大動脈中膜アミロイド沈着物の主要構成成分である[Haeggqvist(1999)、Proc.Natl.Acad.Sci.USA、96:8674〜8669]。以前の研究では、大動脈中膜アミロイドが50歳を超える患者の97%に見出されていた[Mucchiano(1992)、Am.J.Pathol.、140:811〜877]。しかしながら、そのようなアミロイド沈着物の病理学的役割は依然として不明である。これらのアミロイドは、老齢に関係づけられる大動脈血管の低下した弾性において役割を果たしていることが示唆されていた[Mucchiano(1992)、上記;Haeggqvist(1999)、上記]。研究では、トリプシン消化ペプチドNFGSVQFVが中膜アミロイド形成ペプチドとして明瞭に同定されたが、依然としてアミロイド形成性であるペプチドの最小配列、およびアミロイド形成プロセスを媒介する分子的決定因子は明らかにされなかった。そのような情報は、メジンの特定の場合における原繊維化プロセスを真に理解するために重要であるが、また、一般にはアミロイド原繊維のプロセスに対するパラダイムとしても重要である。
(Example 12)
Identification of a minimal amyloidogenic peptide fragment of medin Background Medin (GenBank accession number gi: 5174557) is a major component of aortic medial amyloid deposits [Haeggqvist (1999), Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 96: 8674-8669]. In previous studies, aortic medial amyloid was found in 97% of patients over the age of 50 [Mucchiano (1992), Am. J. et al. Pathol. 140: 811-877]. However, the pathological role of such amyloid deposits remains unclear. These amyloids have been suggested to play a role in the decreased elasticity of aortic blood vessels associated with aging [Mucchiano (1992), supra; Haeggqvist (1999), supra]. Studies clearly identified the tryptic peptide NGFSVQFV as a medial amyloidogenic peptide, but did not reveal the minimal sequence of peptides that are still amyloidogenic and the molecular determinants that mediate the amyloidogenic process. Such information is important to truly understand the fibrillation process in the specific case of medins, but is also generally important as a paradigm for the amyloid fibril process.

メジンの最小の活性フラグメントを、発表されたオクタペプチドに由来する短縮化されたアナログの機能的および構造的な分析を使用して決定した[Haeggqvist(1999)、上記]。   The smallest active fragment of medins was determined using functional and structural analysis of shortened analogs derived from the published octapeptide [Haegqqvist (1999), supra].

材料および実験手順
ペプチド合成は実施例7に記載した。
Materials and Experimental Procedures Peptide synthesis was described in Example 7.

下記の表4には、調べたペプチドを示す。
Table 4 below shows the peptides examined.

結果
分子認識および自己会合のプロセスを媒介するために必要となる分子情報を保持するメジンの構造エレメントに対するさらなる洞察を得るために、インビトロでアミロイド原繊維を形成するメジンの短いペプチドフラグメントおよびそのアナログの能力を調べた。図15aには、調べた最も大きいペプチドフラグメントの化学構造の概略図を示す。
Results To gain further insight into the structural elements of medins that retain the molecular information necessary to mediate the processes of molecular recognition and self-association, a short peptide fragment of medin and its analogs that form amyloid fibrils in vitro. Investigate ability. FIG. 15a shows a schematic diagram of the chemical structure of the largest peptide fragment examined.

(実施例13)
メジン由来ペプチドフラグメントの凝集の速度論
濁度アッセイを、実施例8に記載したように行った。
(Example 13)
Aggregation Kinetics of Medin Derived Peptide Fragments Turbidity assays were performed as described in Example 8.

様々なメジン由来ペプチドの凝集能に関する最初の洞察を得るために、濁度アッセイを行った。アミロイド形成オクタペプチドおよびその短縮化アナログの新しく作製したストック液をDMSOにおいて調製した。その後、ペプチドを水溶液に希釈し、濁度を、時間の関数として405nmでの吸光度を追跡することによってモニターした。図16aに示すように、NFGSVペンタペプチドは、インキュベーションの数分以内に最も大きい程度の凝集を示した。溶液の物理的試験により、ペプチドはゲル構造を形成したことを示した。NFGSVQVオクタペプチドの凝集の速度論は速すぎて、測定することができなかった。これは、濁度が、水溶液への希釈により直ちに既に観測されたからである(図16a〜図16b)。類似する速い速度論が、GSVQテトラペプチドに関してもまた観測された。NFGSVQ、FGSVQおよびFGSVの短縮化ペプチドは、約30分かけて濁度の穏やかな増大を示し(図16b)、その後、わずかに減少した。このことは、大きな凝集物の沈降によって説明することができる。まとめると、そのような速度論および濁度値は、類似するサイズのアミロイド形成ペプチドに関して以前に観測されたものと類似していた(AzrielおよびGazit、2001)。   To obtain initial insights on the aggregating ability of various medin-derived peptides, turbidity assays were performed. Freshly made stock solutions of amyloidogenic octapeptide and its truncated analogs were prepared in DMSO. The peptide was then diluted in aqueous solution and turbidity was monitored by following the absorbance at 405 nm as a function of time. As shown in FIG. 16a, NFGSV pentapeptide showed the greatest degree of aggregation within minutes of incubation. Physical testing of the solution showed that the peptide formed a gel structure. The kinetics of the aggregation of NFGSVQV octapeptide was too fast to be measured. This is because turbidity was already observed immediately upon dilution into an aqueous solution (FIGS. 16a-16b). Similar fast kinetics were also observed for the GSVQ tetrapeptide. The shortened peptides of NFGSVQ, FGSVQ and FGSV showed a moderate increase in turbidity over about 30 minutes (FIG. 16b) and then decreased slightly. This can be explained by the sedimentation of large aggregates. In summary, such kinetic and turbidity values were similar to those previously observed for similarly sized amyloidogenic peptides (Azriel and Gazit, 2001).

(実施例14)
メジン由来ペプチドフラグメントの超微細構造分析
電子顕微鏡観察分析を、実施例10に記載したように行った。
(Example 14)
Ultrastructural analysis of medin-derived peptide fragments Electron microscopic observation analysis was performed as described in Example 10.

メジン由来ペプチドフラグメントの原繊維化能を、ネガティブ染色を使用する電子顕微鏡観察(EM)によって行った。ペプチドフラグメントのストック溶液を懸濁し、4日間寝かせた。原繊維構造が、NFGSVQFAオクタペプチドを含有する溶液(図17a)および短縮化NFGSVQを含有する溶液(図17b)の両方で明瞭に認められた。両方の場合において、構造は、IAPPポリペプチドおよびβ−アミロイド(Aβ)ポリペプチドのような、はるかに長いポリペプチドに関して観測された構造と類似していた。より短いゲル形成性のNFGSVペンタペプチドは典型的なアミロイド構造を形成しなかったが、繊維状構造の網状構造を形成した(図17c)。繊維状網状構造が、最近、グルタチオンペプチドのゲル化のときに観測されたことには留意しなければならない[LyonおよびAtkins(2001)、J.Am.Chem.Soc.、123:4408〜4413]。典型的な原繊維を、広範囲の調査にもかかわらず、FGSVQペンタペプチド、GSVQテトラペプチドまたはFGSVテトラペプチドを含有する溶液では検出することができなかった。FGSVQペプチドの場合(図17d)、幾分かの原繊維的な秩序だった構造を認めることができる一方で、典型的なアミロイド形成ペプチドによって形成された構造とは著しく異なっていたが、GSVQペプチドおよびFGSVペプチドの場合、原繊維構造を見出すことができなかった(それぞれ、図17eおよび図17f)。   The fibrillization ability of the medin-derived peptide fragment was performed by electron microscopy (EM) using negative staining. The peptide fragment stock solution was suspended and aged for 4 days. Fibrillar structure was clearly observed in both the solution containing NFGSVQFA octapeptide (FIG. 17a) and the solution containing shortened NFGSVQ (FIG. 17b). In both cases, the structure was similar to that observed for much longer polypeptides, such as IAPP and β-amyloid (Aβ) polypeptides. The shorter gel-forming NFGSV pentapeptide did not form a typical amyloid structure, but formed a fibrous network (FIG. 17c). It should be noted that a fibrous network was recently observed during gelation of glutathione peptides [Lyon and Atkins (2001), J. Mol. Am. Chem. Soc. 123: 4408-4413]. Typical fibrils could not be detected in solutions containing FGSVQ pentapeptide, GSVQ tetrapeptide or FGSV tetrapeptide despite extensive investigation. In the case of the FGSVQ peptide (FIG. 17d), some fibrillar ordered structure can be seen, while significantly different from the structure formed by typical amyloidogenic peptides, but the GSVQ peptide In the case of and FGSV peptides, no fibril structure could be found (FIGS. 17e and 17f, respectively).

(実施例15)
コンゴーレッド(CR)結合アッセイによるメジン由来ペプチドのアミロイド形成能の試験
CR染色を、実施例9に記載したように行った。
(Example 15)
Test of amyloid-forming ability of medyne derived peptides by Congo Red (CR) binding assay. CR staining was performed as described in Example 9.

CR染色を、様々なメジン由来ペプチドによって形成された構造が典型的な複屈折を示すかどうかを明らかにするために行った。図18bに示すように、NFGSVQヘキサペプチドはCRと結合し、特徴的な明るい強い緑色−金色の複屈折を示した。NFGSVQFVオクタペプチドもまた、ヘキサペプチドに関して観測された複屈折よりも典型的ではないが、著しい複屈折を示した(図18a)。ゲル形成性のNFGSVペプチド沈殿物は非常に低い程度の複屈折を示した(図18c)。FGSVQおよびFGSVのペプチドは、CRにより染色しても、複屈折を示さなかった(それぞれ、図18dおよび図18f)。それらの2つのペプチドと陰性コントロール(すなわち、ペプチドを含まない緩衝液溶液)との間には著しい差は明らかになかった。興味深いことに、予想外の高レベルの複屈折がGSVQテトラペプチドに関して観測され(図18e)、一方で、それから形成された構造の形態(図18e)は、アミロイド原繊維の形態とは明らかに異なっていた。このことは、これらの構造が、強い複屈折において反映される著しい程度の秩序を有し得ることを示している。   CR staining was performed to determine whether the structures formed by various medin-derived peptides exhibited typical birefringence. As shown in FIG. 18b, the NFGSVQ hexapeptide bound to CR and showed a characteristic bright strong green-gold birefringence. The NFGSVQFV octapeptide also showed significant birefringence, although less typical than the birefringence observed for the hexapeptide (FIG. 18a). The gel-forming NFGSV peptide precipitate showed a very low degree of birefringence (FIG. 18c). FGSVQ and FGSV peptides did not show birefringence when stained with CR (FIGS. 18d and 18f, respectively). There was no obvious difference between these two peptides and the negative control (ie, buffer solution without peptide). Interestingly, an unexpectedly high level of birefringence is observed for the GSVQ tetrapeptide (FIG. 18e), while the morphology of the structure formed therefrom (FIG. 18e) is clearly different from that of amyloid fibrils. It was. This indicates that these structures can have a significant degree of order reflected in strong birefringence.

(実施例16)
メジンの自己会合に対するフェニルアラニン置換の影響
最小のアミロイド形成ヘキサペプチドによるアミロイド原繊維形成のプロセスにおけるフェニルアラニン残基について考えられる役割を解明するために、フェニルアラニンのアミノ酸をアラニンで置換した。アラニン置換ペプチドを調製し、メジンの様々なフラグメントについて記載したのと同じ方法で調べた。図19aに示すように、著しく低下した濁度が、野生型のヘキサペプチドと比較したとき、アラニン置換ペプチドに関して観測された。NAGSVQペプチドの寝かせた溶液をEMによって可視化しても、明らかな原繊維構造を検出することはできなかった(図19b)。これは、野生型ペプチド(図17b)に関して認められる非常に多い原繊維構造とは完全に対照的である。さらに、可視化した構造は、上記に記載したようなNFGSVペプチドおよびFGSVQペプチド(図17c〜図17d)に関して観測されたような秩序度を何ら示さないが、FGSVテトラペプチド(図17e)に関して観測されたような完全に非原繊維の構造と非常に類似していた。興味深いことに、ある程度の複屈折を、(GSVQペプチド(図18e)に関して観測されたように)アラニン置換ペプチドによっても依然として検出することができる(図19c)。これらの結果は、CR染色がアミロイド形成の単独の指標として使用されることに関してさらなる疑いをもたらしている[Khurana(2001)、J.Biol.Chem.、276:22715〜22721]。
(Example 16)
Effect of Phenylalanine Substitution on Medin Self-Assembly To elucidate the possible role of phenylalanine residues in the process of amyloid fibril formation by minimal amyloidogenic hexapeptides, the amino acid of phenylalanine was substituted with alanine. Alanine substituted peptides were prepared and examined in the same manner as described for the various fragments of medins. As shown in FIG. 19a, markedly reduced turbidity was observed for the alanine substituted peptide when compared to the wild type hexapeptide. Even when the laid solution of NASVSVQ peptide was visualized by EM, no clear fibril structure could be detected (FIG. 19b). This is in stark contrast to the vast fibrillar structure observed for the wild type peptide (Figure 17b). Furthermore, the visualized structure does not show any degree of order as observed for the NFGSV and FGSVQ peptides (FIGS. 17c-17d) as described above, but was observed for the FGSV tetrapeptide (FIG. 17e). Such a completely non-fibrillar structure was very similar. Interestingly, some degree of birefringence can still be detected by the alanine substituted peptide (as observed for the GSVQ peptide (FIG. 18e)) (FIG. 19c). These results raise further doubts that CR staining is used as the sole indicator of amyloid formation [Khurana (2001), J. et al. Biol. Chem. 276: 22715-22721].

まとめると、これらの結果は、アミロイド原繊維を形成することができるメジンの短縮化フラグメントがヘキサペプチドNFGSVQ(配列番号21)であることを示している。だが、より短いペンタペプチドフラグメントのNFGSV(配列番号22)が、アミロイドに典型的でない繊維状構造の網状構造を示した。アミロイド形成性のNFGSVQヘキサペプチドは、小島アミロイドポリペプチド(IAPP、実施例1〜5を参照のこと)の最小のアミロイド形成フラグメントに著しく類似している。総合すると、結果は、アミロイド原繊維の形成をもたらす自己会合プロセスにおけるスタッキング相互作用の仮定された役割と一致し、また、アミロイド原繊維とβ−ヘリックス構造との間の示唆された相関と一致している。   Taken together, these results indicate that the shortened fragment of medin capable of forming amyloid fibrils is the hexapeptide NFGSVQ (SEQ ID NO: 21). However, the shorter pentapeptide fragment NFGSV (SEQ ID NO: 22) showed a fibrous network that was not typical for amyloid. The amyloidogenic NFGSVQ hexapeptide is remarkably similar to the smallest amyloidogenic fragment of the islet amyloid polypeptide (IAPP, see Examples 1-5). Taken together, the results are consistent with the hypothesized role of stacking interactions in the self-association process leading to the formation of amyloid fibrils, and consistent with the suggested correlation between amyloid fibrils and β-helix structures. ing.

(実施例17)
ヒトカルシトニンの最小アミロイド形成ペプチドフラグメントの同定
ヒトカルシトニン(hCT、GenBankアクセション番号gi:179880)は、甲状腺のC細胞によって産生されている、カルシウムの恒常性に関与する32個のアミノ酸長さのポリペプチドホルモンである[AustinおよびHealth(1981)、N.Engl.J.Med.、304:269〜278;Copp(1970)、Annu.Rev.Physiol.、32:61〜86;Zaidi(2002)、Bone、30:655〜663]。hCTから構成されるアミロイド原繊維が甲状腺の髄様ガンと関連することが見出されている[Kedar(1976)、Isr.J.Sci.、12:1137;Berger(1988)、Arch.A.Pathol.Anat.Histopathol.、412:543〜551;Arvinte(1993)、J.Biol.Chem.、268:6415〜6422]。興味深いことに、合成hCTは、甲状腺に見出される沈着物に類似する形態を有するアミロイド原繊維をインビトロで形成することが見出されている[Kedar(1976)、上記;Berger(1988)、上記;Arvinte(1993)、上記;Benvenge(1994)、J.Endocrinol.Invest.、17:119〜122;Bauer(1994)、Biochemistry、33:12276〜12282;Kanaori(1995)、Biochemistry、34:12138〜43;Kamihara(2000)、Protein Sci.、9:867〜877]。アミロイド形成のインビトロプロセスは媒体のpHによって影響される[23]。電子顕微鏡観察実験により、hCTによって形成された原繊維は直径が約80Åであり、長さが数マイクロメートルにまでなることが解明されている。原繊維は互いに会合していることが多く、インビトロでのアミロイド形成は媒体のpHによって影響される[Kamihara(2000)、上記]。
(Example 17)
Identification of a minimal amyloidogenic peptide fragment of human calcitonin Human calcitonin (hCT, GenBank Accession No. gi: 179880) is a 32-amino acid-long polymorphic protein involved in calcium homeostasis produced by thyroid C cells. A peptide hormone [Austin and Health (1981), N.A. Engl. J. et al. Med. 304: 269-278; Copp (1970), Annu. Rev. Physiol. 32: 61-86; Zaidi (2002), Bone, 30: 655-663]. It has been found that amyloid fibrils composed of hCT are associated with medullary carcinoma of the thyroid [Kedar (1976), Isr. J. et al. Sci. 12: 1137; Berger (1988), Arch. A. Pathol. Anat. Histopathol. 412: 543-551; Arvinte (1993), J. MoI. Biol. Chem. 268: 6415-6422]. Interestingly, synthetic hCT has been found to form amyloid fibrils in vitro having a morphology similar to deposits found in the thyroid [Kedar (1976), supra; Berger (1988), supra; Arvinte (1993), supra; Benvenge (1994), J. MoI. Endocrinol. Invest. 17: 119-122; Bauer (1994), Biochemistry, 33: 12276-12282; Kanaori (1995), Biochemistry, 34: 12138-43; Kamihara (2000), Protein Sci. 9: 867-877]. The in vitro process of amyloid formation is affected by the pH of the medium [23]. Electron microscope observation experiments have revealed that the fibrils formed by hCT have a diameter of about 80 mm and a length of up to several micrometers. Fibrils are often associated with each other, and in vitro amyloid formation is affected by the pH of the medium [Kamihara (2000), supra].

カルシトニンは、パジェット病および骨粗鬆症を含む様々な疾患に対する薬物として使用されている。しかしながら、hCTが生理学的pHの水溶液において会合し、アミロイド原繊維を形成しやすいことは、薬物としてのその効率的な使用に対する大きな制限である[Austin(1981)、上記;Copp(1970)、上記;Zaidi(2002)、上記]。サケCT[Zaidi(2002)、上記]は、hCTに対する臨床的に使用されている代替物であるが、配列相同性が低いために、処置された患者において免疫原反応を生じさせている。従って、hCTによるアミロイド形成の機構を理解し、かつこのプロセスを抑制することは、アミロイド形成機構の関連においてだけでなく、カルシトニンの改善された治療的使用に対するステップとしても非常に重要である。   Calcitonin is used as a drug for various diseases including Paget's disease and osteoporosis. However, the ability of hCT to associate in aqueous solutions at physiological pH and form amyloid fibrils is a major limitation on its efficient use as a drug [Austin (1981), supra; Copp (1970), supra. Zaidi (2002), supra]. Salmon CT [Zaidi (2002), supra] is a clinically used alternative to hCT, but due to its low sequence homology, it produces an immunogenic response in treated patients. Therefore, understanding the mechanism of amyloid formation by hCT and inhibiting this process is very important not only in the context of the mechanism of amyloid formation, but also as a step toward improved therapeutic use of calcitonin.

円偏光二色性(CD)研究により、水中では、単量体hCTは室温で秩序のある二次構造をほとんど有していないことが明らかにされている[Arvinte(1993)、上記]。しかしながら、円偏光二色性、蛍光および赤外分光法を使用するhCT原繊維の研究により、原繊維化したhCT分子がα−ヘリックスおよびβ−シートの両方の二次構造成分を有することが解明された[Bauer(1994)、上記]。NMR分光法による研究では、TFE/HOのような、様々な構造を促進する溶媒において、hCTが、主に残基範囲8〜22において両親媒性のα−ヘリックスの立体配座を取っていることが示されている[Meadows(1991)、Biochemistry、30:1247〜1254;Motta(1991)、Biochemistry、30:10444〜10450]。DMSO/HO中では、中心領域における短い二重鎖の逆平行のβ−シート形態が残基16〜21によって作製される[Motta(1991)、Biochemistry、30:2364〜71]。 Circular dichroism (CD) studies have revealed that in water, monomeric hCT has little ordered secondary structure at room temperature [Arvinte (1993), supra]. However, hCT fibril studies using circular dichroism, fluorescence and infrared spectroscopy reveal that fibrillated hCT molecules have both α-helix and β-sheet secondary structural components. [Bauer (1994), supra]. In NMR spectroscopic studies, in solvents that promote various structures, such as TFE / H 2 O, hCT adopts an amphiphilic α-helix conformation mainly in the residue range 8-22. [Meadows (1991), Biochemistry, 30: 1247-1254; Mota (1991), Biochemistry, 30: 10444-10450]. In DMSO / H 2 O, a short double-stranded antiparallel β-sheet morphology in the central region is created by residues 16-21 [Mota (1991), Biochemistry, 30: 2364-71].

この構造データ、およびアミロイド形成プロセスにおける芳香族残基の提案された役割に基づいて、本発明者は、カルシトニンの自己会合を媒介するために十分である短いペプチドフラグメントを同定した[Reches(2002)、J.Biol.Chem.、277:35475〜80]。   Based on this structural data and the proposed role of aromatic residues in the amyloid formation process, the inventors have identified short peptide fragments that are sufficient to mediate calcitonin self-association [Reches (2002). J. et al. Biol. Chem. 277: 35475-80].

調べたペプチド−酸性pHに対するアミロイド形成の以前に報告された感受性[Kanaori(1995)、上記]に基づいて、低いpHでプロトン化を受ける負電荷を有しているアミノ酸がアミロイド形成プロセスにおいて重要な役割を果たし得ることが示唆されていた。hCTにおける唯一の負電荷を有しているアミノ酸はAsp15である(図20a)。さらに、hCTのオリゴマー化状態および生物活性におけるLys18およびPhe19の残基に対する非常に重要な役割が最近示された[Kazantzis(269)、Eur.J.Biochem.、269:780〜91]。2つのフェニルアラニン残基がその領域に存在することと一緒になって、hCTにおけるアミロイド形成決定因子の構造分析がアミノ酸15〜19に向けられた。図20bは、最長ペプチドの化学構造の概略図を示し、下記の表5は、この研究で使用した様々なペプチドフラグメントを示す。
Peptides studied-Based on the previously reported sensitivity of amyloid formation to acidic pH [Kanaori (1995), supra], negatively charged amino acids that undergo protonation at low pH are important in the amyloid formation process. It has been suggested that it can play a role. The only negatively charged amino acid in hCT is Asp 15 (Figure 20a). In addition, a very important role for the Lys 18 and Phe 19 residues in the oligomerization state and biological activity of hCT has recently been shown [Kazantzis (269), Eur. J. et al. Biochem. 269: 780-91]. Together with the presence of two phenylalanine residues in the region, structural analysis of amyloidogenic determinants in hCT was directed to amino acids 15-19. FIG. 20b shows a schematic diagram of the chemical structure of the longest peptide, and Table 5 below shows the various peptide fragments used in this study.

(実施例18)
カルシトニン由来ペプチドフラグメントの超微細構造分析
電子顕微鏡観察分析を、実施例10に記載したように行った。
(Example 18)
Ultrastructural analysis of calcitonin-derived peptide fragments Electron microscopic observation analysis was performed as described in Example 10.

カルシトニン由来ペプチドフラグメントの原繊維化能を、ネガティブ染色を使用して電子顕微鏡観察(EM)によって行った。ペプチドフラグメントのストック溶液を0.02M NaCl、0.01M Tris(pH7.2)に懸濁し、2日間寝かせ、ネガティブ染色した。全長ポリペプチドによって形成される原繊維構造[Arvinte(1993)、上記;Benvenge(1994)、上記;Bauer(1994)、上記;Kanaori(1995)、上記;Kamihara(2000)、上記]と類似する原繊維構造が、DFNKFペンタペプチドを含有する溶液において高頻度で明瞭に認められた(図21a)。より短いDFNKテトラペプチドもまた原繊維構造を形成した(図21b)。しかしながら、形成された構造は、DFNKFペンタペプチドによって形成された原繊維構造と比較した場合、それほど秩序を有していなかった。DFNKによって形成された原繊維構造の量もまた、DFNKFペンタペプチドと比較して少なかった。明らかな原繊維は、広範囲の調査にもかかわらず、FNKFテトラペプチドおよびDFNトリペプチドを含有する溶液を使用すると検出することができなかった。FNKFテトラペプチドの場合、無定形の凝集物のみを見出すことができた(図21c)。DFNトリペプチドは、ゲル形成性のトリペプチドによって形成される構造[Lyon(2001)、上記]と類似した、より大きな秩序を有する構造を形成した(図21d)。FNKFテトラペプチドおよびDFNトリペプチドのペプチドが原繊維を一切形成することができないかどうか、または観測結果が遅い速度論の結果であるかどうかを調べるために、同じ実験条件で、ペプチドの溶液を2週間にわたってインキュベーションした。この場合もまた、明らかな原繊維構造を検出することができなかった(データは示さず)。   The fibrillation ability of calcitonin-derived peptide fragments was performed by electron microscopy (EM) using negative staining. The peptide fragment stock solution was suspended in 0.02 M NaCl, 0.01 M Tris (pH 7.2), aged for 2 days, and negatively stained. Fibrillar structures formed by full-length polypeptides [Arvinte (1993), supra; Benvenge (1994), supra; Bauer (1994), supra; Kanaori (1995), supra; Kamihara (2000), supra] The fiber structure was clearly and frequently observed in the solution containing DFNKF pentapeptide (FIG. 21a). The shorter DFNK tetrapeptide also formed a fibril structure (FIG. 21b). However, the structure formed was less ordered when compared to the fibril structure formed by DFNKF pentapeptide. The amount of fibril structure formed by DFNK was also lower compared to DFNKF pentapeptide. Obvious fibrils could not be detected using a solution containing FNKF tetrapeptide and DFN tripeptide, despite extensive investigation. In the case of the FNKF tetrapeptide, only amorphous aggregates could be found (FIG. 21c). The DFN tripeptide formed a more ordered structure similar to the structure formed by the gel-forming tripeptide [Lyon (2001), supra] (FIG. 21d). To determine whether the FNKF tetrapeptide and DFN tripeptide peptides are not able to form any fibrils, or whether the observations are the result of slow kinetics, a solution of the peptide is prepared under the same experimental conditions. Incubated for a week. Again, no clear fibril structure could be detected (data not shown).

(実施例19)
コンゴーレッド(CR)結合アッセイによるカルシトニン由来ペプチドのアミロイド形成能の試験
CR染色を、実施例9に記載したように行った。
(Example 19)
Test of amyloidogenic ability of calcitonin-derived peptide by Congo red (CR) binding assay. CR staining was performed as described in Example 9.

CR染色を、様々なhCT由来ペプチドにより形成された構造が典型的な複屈折を示すかどうかを明らかにするために行った。図22a〜図22dに示すように、すべての調べたペプチドがある程度の複屈折を示した。しかしながら、緑色の複屈折がDFNKFペンタペプチドに関して観測され、この複屈折は明瞭であり、かつ強かった(図22a)。それ以外のペプチドに関して観測された複屈折のレベルはより低いが、ペプチドを含有しないコントロール溶液を使用して複屈折を検出することができなかったので、有意であった。DFNKテトラペプチドのより低いレベルの複屈折(図22b)は、EMを使用して観測されるように(図21b)、より低い程度の原繊維化と一致していた。しかしながら、FNKFテトラペプチドおよびDFNトリペプチドに関して観測される複屈折はある程度の秩序だった構造を表し得ることが理解される[Lyon(2001)上記]。   CR staining was performed to determine whether structures formed by various hCT-derived peptides exhibited typical birefringence. As shown in FIGS. 22a-22d, all examined peptides showed some birefringence. However, green birefringence was observed for the DFNKF pentapeptide, which was clear and strong (FIG. 22a). The level of birefringence observed for the other peptides was lower but significant because no birefringence could be detected using a control solution containing no peptide. The lower level of birefringence of the DFNK tetrapeptide (Figure 22b) was consistent with a lower degree of fibrillation, as observed using EM (Figure 21b). However, it is understood that the birefringence observed for FNKF tetrapeptides and DFN tripeptides may represent some orderly structure [Lyon (2001) supra].

(実施例20)
凝集したhCT由来ペプチドの二次構造
FT−IR分光法を、実施例11に記載したように行った。
(Example 20)
Secondary structure of aggregated hCT-derived peptides FT-IR spectroscopy was performed as described in Example 11.

アミロイド沈着物は、β−プリーツシート構造が多い原繊維に特徴的である。様々なペプチドフラグメントによって形成された二次構造に関する量的な情報を得るために、FT−IR分光法を使用した。寝かせたペプチド溶液を、実施例11に記載したように、CaFプレート上で乾燥させ、薄いフィルムを形成させた。図23に示すように、DFNKFペンタペプチドは、(1639cm−1および1669cm−1に)二重の極小を示し、そして、逆平行のβ−シート構造と一致し、かつ小島アミロイドポリペプチドのアミロイド形成性のヘキサペプチドフラグメントのスペクトル[Tenidis(2000)、上記]と著しく類似する、アミドIのFT−IRスペクトルを示した。DFNKテトラペプチドに関して観測されたアミドIのスペクトル(図23)は、β−シート構造にとってそれほど典型的ではなかった。DFNKテトラペプチドは、逆平行のβ−シートを反映し得る1666cm−1における極小を示した一方で、β−シート構造に関して典型的に観測される1620cm−1〜1640cm−1付近の典型的な極小を有していなかった。FNKFテトラペプチドは、秩序のない構造に典型的であり、かつ、小島アミロイドポリペプチドの短い非アミロイド形成フラグメントのスペクトル[Tenidis(2000)、上記]に類似するFT−IRスペクトルを示した(図23)。DFNトリペプチドは、(1642cm−1および1673cm−1に)二重の極小を示し(図23)、そして、β−シート構造およびランダム構造の混合と一致する、アミドIのFT−IRスペクトルを示した。このことはさらに、EM可視化によって観測される構造が、β−シート構造エレメントから主に構成されたある程度の秩序だった構造を表し得ることを示している。 Amyloid deposits are characteristic of fibrils rich in β-pleated sheet structures. FT-IR spectroscopy was used to obtain quantitative information about the secondary structure formed by various peptide fragments. The aged peptide solution was dried on CaF 2 plates as described in Example 11 to form a thin film. As shown in FIG. 23, DFNKF pentapeptide (in 1639 cm -1 and 1669cm -1) denotes a double-minimum, and, consistent with β- sheet structure antiparallel, and amyloid formation of islet amyloid polypeptide The FT-IR spectrum of amide I is shown, which is remarkably similar to the spectrum of the sex hexapeptide fragment [Tendisis (2000), supra]. The spectrum of amide I observed for the DFNK tetrapeptide (FIG. 23) was less typical for β-sheet structures. DFNK tetrapeptide, while showing a minimum at 1666 cm -1 which may reflect the antiparallel β- sheet, typical minimum around 1620cm -1 ~1640cm -1 that is typically observed with β- sheet structure Did not have. The FNKF tetrapeptide is typical of an unordered structure and showed an FT-IR spectrum similar to that of a short non-amyloidogenic fragment of the islet amyloid polypeptide [Tendisis (2000), supra] (FIG. 23). ). The DFN tripeptide exhibits a double minimum (at 1642 cm −1 and 1673 cm −1 ) (FIG. 23) and shows an FT-IR spectrum of amide I, consistent with a mixture of β-sheet and random structures. It was. This further indicates that the structure observed by EM visualization can represent some orderly structure composed primarily of β-sheet structural elements.

(実施例21)
カルシトニン由来ペプチドの自己会合に対するフェニルアラニン置換の影響
カルシトニンの自己会合プロセスにおけるフェニルアラニン残基に対する考えられる役割を洞察するために、フェニルアラニンのアミノ酸をペンタペプチド(配列番号31)の場面においてアラニンで置換した。DANKFペンタペプチドの寝かせた溶液をEMによって可視化しても、明らかな原繊維構造を検出することができなかった(図24a)。可視化した構造は、(FNKFテトラペプチドに関して認められる無定形の凝集物と比較したとき)、ある程度の秩序を示したが、緑色−金色の複屈折を観測することができなかった(図24b)。DANKAペンタペプチドのFT−IRスペクトルは、FNKFテトラペプチドおよび他の短い非アミロイド形成ペプチドのFT−IRスペクトル(これは秩序のない構造に典型的である[Tenidis(2000)、上記])と類似していた。まとめると、フェニルアラニンからアラニンへの置換の影響は、小島アミロイドポリペプチドの短いアミロイド形成性のフラグメントの場面におけるそのような変化の影響[Azriel(2001)、上記]と非常に類似している。
(Example 21)
Effect of phenylalanine substitution on the self-association of calcitonin-derived peptides To insight into the possible role for phenylalanine residues in the calcitonin self-association process, the amino acid of phenylalanine was replaced with alanine in the scene of the pentapeptide (SEQ ID NO: 31). Even when the laid solution of DANKF pentapeptide was visualized by EM, no clear fibril structure could be detected (FIG. 24a). The visualized structure showed some order (when compared to the amorphous aggregates found for FNKF tetrapeptide), but no green-gold birefringence could be observed (FIG. 24b). The FT-IR spectrum of the DANKA pentapeptide is similar to the FT-IR spectrum of the FNKF tetrapeptide and other short non-amyloidogenic peptides, which is typical for unordered structures [Tendisis (2000), supra]. It was. In summary, the effect of phenylalanine to alanine substitution is very similar to the effect of such changes in the scene of short amyloidogenic fragments of islet amyloid polypeptide [Azriel (2001), supra].

まとめると、hCT由来ペンタペプチド(配列番号27)は、十分に秩序だったアミロイド原繊維を形成することができることが明らかにされた。電子顕微鏡観察の可視化により認められるような典型的な原繊維構造(図21a)、CRにより染色したときの非常に強い緑色の複屈折(図22a)、および典型的な逆平行β−シート構造(図23a)、これらのすべてが、DFNKFペンタペプチドが非常に強力なアミロイド形成因子であることを示している。自己会合することができる他のペンタペプチドを本明細書中上記に示した。それでも、複屈折の程度および電子顕微鏡観察による形態学に関して、hCTフラグメントは、β−アミロイド(Aβ)ポリペプチドの強力なアミロイド形成フラグメントのKLVFFAE[Balbach(2000)、Biochemistry、39:13748〜59]と類似する最も大きいアミロイド形成能を有するペンタペプチドであるようである。リジンおよびアスパラギン酸における反対の荷電の間における静電的相互作用により、秩序だった逆平行構造の形成が誘導されると考えられる。興味深いことに、DFNKポリペプチドは、DFNKFペプチドと比較した場合、著しく低下したアミロイド形成能を示した。ペンタペプチドが強力なアミロイド形成因子のための下限であると考えられる。このことは、IAPPの2つのペンタペプチド(NFLVHおよびFLVHS)がアミロイド原繊維を形成することができるが、それらの共有する共通部分(テトラペプチドFLVH)はそのような原繊維を形成することができないことを明らかにする最近の結果と一致している(実施例1〜5を参照のこと)。   In summary, it has been shown that the hCT-derived pentapeptide (SEQ ID NO: 27) can form well-ordered amyloid fibrils. Typical fibrillar structure as seen by electron microscopy visualization (FIG. 21a), very strong green birefringence when stained with CR (FIG. 22a), and typical antiparallel β-sheet structure ( Figure 23a), all of these show that DFNKF pentapeptide is a very potent amyloidogenic factor. Other pentapeptides that can self-associate are indicated herein above. Nevertheless, with respect to the degree of birefringence and morphology by electron microscopy, the hCT fragment is a potent amyloidogenic fragment of the β-amyloid (Aβ) polypeptide, KLVFFAE [Balbach (2000), Biochemistry, 39: 13748-59] and It appears to be the pentapeptide with the greatest amyloid formation ability. It is believed that electrostatic interactions between opposite charges in lysine and aspartate induce the formation of an ordered antiparallel structure. Interestingly, the DFNK polypeptide showed a significantly reduced ability to form amyloid when compared to the DFNKF peptide. Pentapeptide is thought to be the lower limit for strong amyloidogenic factors. This means that the two pentapeptides of IAPP (NFLVH and FLVHS) can form amyloid fibrils, but their shared common part (tetrapeptide FLVH) cannot form such fibrils. This is consistent with recent results that reveal this (see Examples 1-5).

(実施例22)
ラクトトランスフェリンからのアミロイド形成ペプチドの同定
ラクトトランスフェリン(GenBankアクセション番号gi:24895280)によるアミロイド原繊維形成は家族性上皮下角膜アミロイド形成に関連する[SacchettiniおよびKelly(2002)、Nat Rev Drug Discov、1:267〜75]。アミロイドの自己会合における芳香族残基の提案された役割に基づいて、ラクトトランスフェリン由来ペプチドのLFNQTG(配列番号32)のアミロイド形成特性を調べた。
(Example 22)
Identification of amyloidogenic peptides from lactotransferrin Amyloid fibril formation by lactotransferrin (GenBank accession number gi: 24895280) is associated with familial subepithelial corneal amyloid formation [Sacchettini and Kelly (2002), Nat Rev Drug Discov, 1 : 267-75]. Based on the proposed role of aromatic residues in amyloid self-association, the amyloidogenic properties of lactotransferrin-derived peptide LFNQTG (SEQ ID NO: 32) were investigated.

材料および実験手順−実施例7および実施例10に記載した。
結果−原繊維超分子の超微細構造を形成するラクトトランスフェリン由来ペプチドの能力を特徴づけるために、ネガティブ染色での電子顕微鏡観察分析を行った。図25に示すように、穏和な条件のもとで、フィラメント状構造を、選択したペプチドについて観測した。このことは、ラクトトランスフェリンのLFNQTGがポリペプチドの自己会合のために重要であることを示唆している。これらの結果はさらに、本発明によりアミロイド形成ペプチドの配列を予測することができることを実証している。
Materials and Experimental Procedures—Described in Example 7 and Example 10.
Results—To characterize the ability of lactotransferrin-derived peptides to form ultrastructures of fibrillar supramolecules, electron microscopy analysis was performed with negative staining. As shown in FIG. 25, filamentous structures were observed for selected peptides under mild conditions. This suggests that lactoferrin LFNQTG is important for polypeptide self-association. These results further demonstrate that the sequence of amyloidogenic peptides can be predicted by the present invention.

(実施例23)
血清アミロイドAタンパク質からのアミロイド形成ペプチドの同定
血清アミロイドAタンパク質(GenBankアクセション番号gi:134167)の断片は慢性炎症アミロイドーシスの症例のアミロイド状態で見出されている[Westermark他(1992)、Biochem.Biophys.Res.Commun.、182:27〜33]。アミロイドの自己会合における芳香族残基の提案された役割に基づいて、血清アミロイドAタンパク質由来ペプチドのSFFSFL(配列番号33)のアミロイド形成特性を調べた。
(Example 23)
Identification of Amyloidogenic Peptides from Serum Amyloid A Protein Fragments of serum amyloid A protein (GenBank accession number gi: 134167) have been found in the amyloid state of cases of chronic inflammatory amyloidosis [Westermark et al. (1992), Biochem. Biophys. Res. Commun. 182: 27-33]. Based on the proposed role of aromatic residues in amyloid self-association, the amyloidogenic properties of the serum amyloid A protein-derived peptide SFFSFL (SEQ ID NO: 33) were investigated.

材料および実験手順−実施例7および実施例10に記載した。
結果−原繊維超分子の超微細構造を形成する血清アミロイドAタンパク質由来ペプチドの能力を特徴づけるために、ネガティブ染色での電子顕微鏡観察分析を行った。図26に示すように、穏和な条件のもとで、フィラメント状構造を、選択したペプチドについて観測した。このことは、血清アミロイドAタンパク質のSFFSFLがポリペプチドの自己会合のために重要であることを示唆している。これらの結果はさらに、本発明によりアミロイド形成ペプチドの配列を予測することができることを実証している。
Materials and Experimental Procedures—Described in Example 7 and Example 10.
Results—To characterize the ability of the serum amyloid A protein-derived peptide to form the ultrastructure of fibrillar supramolecules, electron microscopy analysis with negative staining was performed. As shown in FIG. 26, filamentous structures were observed for selected peptides under mild conditions. This suggests that the serum amyloid A protein, SFFSFL, is important for polypeptide self-association. These results further demonstrate that the sequence of amyloidogenic peptides can be predicted by the present invention.

(実施例24)
BriLからのアミロイド形成ペプチドの同定
ヒトBRI遺伝子は第13染色体上に位置する。BriL遺伝子生成物(GenBankアクセション番号gi:12643343)のアミロイド原繊維はニューロンの機能不全及び痴呆と関連する(Vidal他(1999)、Nature、399、776〜781)。アミロイドの自己会合における芳香族残基の提案された役割に基づいて、BriL由来ペプチドのFENKF(配列番号34)のアミロイド形成特性を調べた。
(Example 24)
Identification of amyloidogenic peptides from BriL The human BRI gene is located on chromosome 13. The amyloid fibrils of the BriL gene product (GenBank Accession No. gi: 12643343) are associated with neuronal dysfunction and dementia (Vidal et al. (1999) Nature 399, 776-781). Based on the proposed role of aromatic residues in amyloid self-association, the amyloidogenic properties of the BriL-derived peptide FENKF (SEQ ID NO: 34) were investigated.

材料および実験手順−実施例7および実施例10に記載した。
結果−原繊維超分子の超微細構造を形成するBriL由来ペプチドの能力を特徴づけるために、ネガティブ染色での電子顕微鏡観察分析を行った。図27に示すように、穏和な条件のもとで、フィラメント状構造を、選択したペプチドについて観測した。このことは、BriLのFENKFがポリペプチドの自己会合のために重要であることを示唆している。これらの結果はさらに、本発明によりアミロイド形成ペプチドの配列を予測することができることを実証している。
Materials and Experimental Procedures—Described in Example 7 and Example 10.
Results—To characterize the BriL-derived peptide's ability to form ultrastructures of fibrillar supramolecules, an electron microscopy observation analysis with negative staining was performed. As shown in FIG. 27, filamentous structures were observed for selected peptides under mild conditions. This suggests that BriL's FENKF is important for polypeptide self-association. These results further demonstrate that the sequence of amyloidogenic peptides can be predicted by the present invention.

(実施例25)
ゲルソリンからのアミロイド形成ペプチドの同定
ゲルソリンタンパク質(GenBankアクセション番号gi:4504165)の断片はフィンランド遺伝性アミロイドーシスの症例のアミロイド状態で見出されている[MauryおよびNurmiaho−Lassila(1992)、Biochem. Biophys. Res. Commun.、183:227〜31]。アミロイドの自己会合における芳香族残基の提案された役割に基づいて、ゲルソリン由来ペプチドのSFNNG(配列番号35)のアミロイド形成特性を調べた。
(Example 25)
Identification of amyloidogenic peptides from gelsolin A fragment of the gelsolin protein (GenBank accession number gi: 4504165) has been found in the amyloid state of a case of Finnish hereditary amyloidosis [Maury and Nurmiaho-Lasila (1992), Biochem. Biophys. Res. Commun. 183: 227-31]. Based on the proposed role of aromatic residues in amyloid self-association, the amyloidogenic properties of the gelsolin-derived peptide SFNNNG (SEQ ID NO: 35) were investigated.

材料および実験手順−実施例7および実施例10に記載した。
結果−原繊維超分子の超微細構造を形成するゲルソリン由来ペプチドの能力を特徴づけるために、ネガティブ染色での電子顕微鏡観察分析を行った。図28に示すように、穏和な条件のもとで、フィラメント状構造を、選択したペプチドについて観測した。このことは、BriLのSFNNGがポリペプチドの自己会合のために重要であることを示唆している。これらの結果はさらに、本発明によりアミロイド形成ペプチドの配列を予測することができることを実証している。
Materials and Experimental Procedures—Described in Example 7 and Example 10.
Results—To characterize the ability of gelsolin-derived peptides to form ultrastructures of fibrillar supramolecules, electron microscopy analysis was performed with negative staining. As shown in FIG. 28, filamentous structures were observed for selected peptides under mild conditions. This suggests that BriL SFNNG is important for polypeptide self-association. These results further demonstrate that the sequence of amyloidogenic peptides can be predicted by the present invention.

(実施例26)
血清アミロイドPからのアミロイド形成ペプチドの同定
ベータアミロイドによるアミロイド原繊維形成は血清アミロイドP(GenBankアクセション番号gi:2144884)との相互作用によって促進される。アミロイドの自己会合における芳香族残基の提案された役割に基づいて、血清アミロイドP由来ペプチドのLQNFTL(配列番号36)のアミロイド形成特性を調べた。
(Example 26)
Identification of amyloidogenic peptides from serum amyloid P Amyloid fibril formation by beta amyloid is promoted by interaction with serum amyloid P (GenBank accession number gi: 2148484). Based on the proposed role of aromatic residues in amyloid self-association, the amyloidogenic properties of serum amyloid P-derived peptide LQNFTL (SEQ ID NO: 36) were investigated.

材料および実験手順−実施例7および実施例10に記載した。
結果−原繊維超分子の超微細構造を形成する血清アミロイドP由来ペプチドの能力を特徴づけるために、ネガティブ染色での電子顕微鏡観察分析を行った。図29に示すように、穏和な条件のもとで、フィラメント状構造を、選択したペプチドについて観測した。このことは、血清アミロイドPのLQNFTLがポリペプチドの自己会合のために重要であることを示唆している。これらの結果はさらに、本発明によりアミロイド形成ペプチドの配列を予測することができることを実証している。
Materials and Experimental Procedures—Described in Example 7 and Example 10.
Results—To characterize the ability of serum amyloid P-derived peptides to form ultrastructures of fibrillar supramolecules, electron microscopy analysis with negative staining was performed. As shown in FIG. 29, filamentous structures were observed for selected peptides under mild conditions. This suggests that LQNFTL of serum amyloid P is important for polypeptide self-association. These results further demonstrate that the sequence of amyloidogenic peptides can be predicted by the present invention.

(実施例27)
免疫グロブリン軽鎖からのアミロイド形成ペプチドの同定
免疫グロブリン軽鎖(GenBankアクセション番号gi:625508)によるアミロイド原繊維の形成は一次全身性アミロイドーシスと関連する[SacchettiniおよびKelly(2002)、Nat Rev Drug Discov、1:267〜75]。アミロイドの自己会合における芳香族残基の提案された役割に基づいて、免疫グロブリン軽鎖由来ペプチドのTLIFGG(配列番号37)のアミロイド形成特性を調べた。
(Example 27)
Identification of amyloidogenic peptides from immunoglobulin light chains Formation of amyloid fibrils by immunoglobulin light chains (GenBank accession number gi: 625508) is associated with primary systemic amyloidosis [Sacchettini and Kelly (2002), Nat Rev Drug Discov 1: 267-75]. Based on the proposed role of aromatic residues in amyloid self-association, the amyloidogenic properties of the immunoglobulin light chain derived peptide TLIFGG (SEQ ID NO: 37) were investigated.

材料および実験手順−実施例7および実施例10に記載した。
結果−原繊維超分子の超微細構造を形成する免疫グロブリン軽鎖由来ペプチドの能力を特徴づけるために、ネガティブ染色での電子顕微鏡観察分析を行った。図30に示すように、穏和な条件のもとで、フィラメント状構造を、選択したペプチドについて観測した。このことは、免疫グロブリン軽鎖のTLIFGGがポリペプチドの自己会合のために重要であることを示唆している。これらの結果はさらに、本発明によりアミロイド形成ペプチドの配列を予測することができることを実証している。
Materials and Experimental Procedures—Described in Example 7 and Example 10.
Results—To characterize the ability of the immunoglobulin light chain-derived peptide to form the ultrastructure of the fibrillar supramolecule, an electron microscopic analysis with negative staining was performed. As shown in FIG. 30, filamentous structures were observed for selected peptides under mild conditions. This suggests that the immunoglobulin light chain TLIFGG is important for polypeptide self-association. These results further demonstrate that the sequence of amyloidogenic peptides can be predicted by the present invention.

(実施例28)
シスタチンCからのアミロイド形成ペプチドの同定
シスタチンC(GenBankアクセション番号gi:4490944)によるアミロイド原繊維の形成は遺伝性の脳のアミロイドアンギオパチーと関連する[SacchettiniおよびKelly(2002)、Nat Rev Drug Discov、1:267〜75]。アミロイドの自己会合における芳香族残基の提案された役割に基づいて、シスタチンC由来ペプチドのRALDFA(配列番号38)のアミロイド形成特性を調べた。
(Example 28)
Identification of amyloidogenic peptides from cystatin C The formation of amyloid fibrils by cystatin C (GenBank accession number gi: 4490944) is associated with hereditary brain amyloid angiopathy [Sacchettini and Kelly (2002), Nat Rev Drug Discov 1: 267-75]. Based on the proposed role of aromatic residues in amyloid self-association, the amyloidogenic properties of the cystatin C-derived peptide RALDFA (SEQ ID NO: 38) were investigated.

材料および実験手順−実施例7および実施例10に記載した。
結果−原繊維超分子の超微細構造を形成するシスタチンC由来ペプチドの能力を特徴づけるために、ネガティブ染色での電子顕微鏡観察分析を行った。図31に示すように、穏和な条件のもとで、フィラメント状構造を、選択したペプチドについて観測した。このことは、シスタチンCのRALDFAがポリペプチドの自己会合のために重要であることを示唆している。これらの結果はさらに、本発明によりアミロイド形成ペプチドの配列を予測することができることを実証している。
Materials and Experimental Procedures—Described in Example 7 and Example 10.
Results—To characterize the ability of the cystatin C-derived peptide to form the ultrastructure of fibrillar supramolecules, an electron microscopic observation analysis with negative staining was performed. As shown in FIG. 31, filamentous structures were observed for selected peptides under mild conditions. This suggests that cystatin C RALDFA is important for polypeptide self-association. These results further demonstrate that the sequence of amyloidogenic peptides can be predicted by the present invention.

(実施例29)
トランスサイレチンからのアミロイド形成ペプチドの同定
トランスサイレチン(GenBankアクセション番号gi:72095)によるアミロイド原繊維の形成は家族性アミロイド多発神経障害と関連する[SacchettiniおよびKelly(2002)、Nat Rev Drug Discov、1:267〜75]。アミロイドの自己会合における芳香族残基の提案された役割に基づいて、トランスサイレチン由来ペプチドのGLVFVS(配列番号39)のアミロイド形成特性を調べた。
(Example 29)
Identification of amyloidogenic peptides from transthyretin The formation of amyloid fibrils by transthyretin (GenBank Accession No. gi: 72095) is associated with familial amyloid polyneuropathy [Sacchettini and Kelly (2002), Nat Rev Drug Discov 1: 267-75]. Based on the proposed role of aromatic residues in amyloid self-association, the amyloidogenic properties of the transthyretin-derived peptide GLVVFVS (SEQ ID NO: 39) were investigated.

材料および実験手順−実施例7および実施例10に記載した。
結果−原繊維超分子の超微細構造を形成するトランスサイレチン由来ペプチドの能力を特徴づけるために、ネガティブ染色での電子顕微鏡観察分析を行った。図32に示すように、穏和な条件のもとで、フィラメント状構造を、選択したペプチドについて観測した。このことは、トランスサイレチンのGLVFVSがポリペプチドの自己会合のために重要であることを示唆している。これらの結果はさらに、本発明によりアミロイド形成ペプチドの配列を予測することができることを実証している。
Materials and Experimental Procedures—Described in Example 7 and Example 10.
Results—To characterize the ability of the transthyretin-derived peptide to form the ultrastructure of fibrillar supramolecules, electron microscopy analysis with negative staining was performed. As shown in FIG. 32, filamentous structures were observed for selected peptides under mild conditions. This suggests that the transthyretin GLVFVS is important for polypeptide self-association. These results further demonstrate that the sequence of amyloidogenic peptides can be predicted by the present invention.

(実施例30)
リゾチームからのアミロイド形成ペプチドの同定
リゾチーム(GenBankアクセション番号gi:299033)によるアミロイド原繊維の形成は家族性非神経障害性アミロイドーシスと関連する[SacchettiniおよびKelly(2002)、Nat Rev Drug Discov、1:267〜75]。アミロイドの自己会合における芳香族残基の提案された役割に基づいて、リゾチーム由来ペプチドのGTFQIN(配列番号40)のアミロイド形成特性を調べた。
(Example 30)
Identification of amyloidogenic peptides from lysozyme Formation of amyloid fibrils by lysozyme (GenBank accession number gi: 299033) is associated with familial non-neuropathic amyloidosis [Sacchettini and Kelly (2002), Nat Rev Drug Discov, 1: 267-75]. Based on the proposed role of aromatic residues in amyloid self-association, the amyloidogenic properties of the lysozyme-derived peptide GTFQIN (SEQ ID NO: 40) were investigated.

材料および実験手順−実施例7および実施例10に記載した。
結果−原繊維超分子の超微細構造を形成するリゾチーム由来ペプチドの能力を特徴づけるために、ネガティブ染色での電子顕微鏡観察分析を行った。図33に示すように、穏和な条件のもとで、フィラメント状構造を、選択したペプチドについて観測した。このことは、リゾチームのGTFQINがポリペプチドの自己会合のために重要であることを示唆している。これらの結果はさらに、本発明によりアミロイド形成ペプチドの配列を予測することができることを実証している。
Materials and Experimental Procedures—Described in Example 7 and Example 10.
Results—To characterize the ability of lysozyme-derived peptides to form ultrastructures of fibrillar supramolecules, electron microscopic observation analysis with negative staining was performed. As shown in FIG. 33, filamentous structures were observed for selected peptides under mild conditions. This suggests that lysozyme GTFQIN is important for polypeptide self-association. These results further demonstrate that the sequence of amyloidogenic peptides can be predicted by the present invention.

(実施例31)
フィブリノーゲンからのアミロイド形成ペプチドの同定
フィブリノーゲン(GenBankアクセション番号gi:11761629)によるアミロイド原繊維の形成は遺伝性腎アミロイドーシスと関連する[SacchettiniおよびKelly(2002)、Nat Rev Drug Discov、1:267〜75]。アミロイドの自己会合における芳香族残基の提案された役割に基づいて、フィブリノーゲン由来ペプチドのSGIFTN(配列番号41)のアミロイド形成特性を調べた。
(Example 31)
Identification of Amyloidogenic Peptides from Fibrinogen Formation of amyloid fibrils by fibrinogen (GenBank Accession No. gi: 11761629) is associated with hereditary renal amyloidosis [Sacchettini and Kelly (2002), Nat Rev Drug Discov, 1: 267-75. ]. Based on the proposed role of aromatic residues in amyloid self-association, the amyloidogenic properties of the fibrinogen-derived peptide SGIFTN (SEQ ID NO: 41) were investigated.

材料および実験手順−実施例7および実施例10に記載した。
結果−原繊維超分子の超微細構造を形成するフィブリノーゲン由来ペプチドの能力を特徴づけるために、ネガティブ染色での電子顕微鏡観察分析を行った。図34に示すように、穏和な条件のもとで、フィラメント状構造を、選択したペプチドについて観測した。このことは、フィブリノーゲンのSGIFTNがポリペプチドの自己会合のために重要であることを示唆している。これらの結果はさらに、本発明によりアミロイド形成ペプチドの配列を予測することができることを実証している。
Materials and Experimental Procedures—Described in Example 7 and Example 10.
Results—To characterize the ability of fibrinogen-derived peptides to form ultrastructures of fibrillar supramolecules, electron microscopic analysis with negative staining was performed. As shown in FIG. 34, filamentous structures were observed for selected peptides under mild conditions. This suggests that the fibrinogen SGIFTN is important for polypeptide self-association. These results further demonstrate that the sequence of amyloidogenic peptides can be predicted by the present invention.

(実施例32)
インシュリンからのアミロイド形成ペプチドの同定
インシュリン(GenBankアクセション番号gi:229122)によるアミロイド原繊維の形成は注射局在アミロイドーシスと関連する[SacchettiniおよびKelly(2002)、Nat Rev Drug Discov、1:267〜75]。アミロイドの自己会合における芳香族残基の提案された役割に基づいて、インシュリン由来ペプチドのERGFF(配列番号42)のアミロイド形成特性を調べた。
(Example 32)
Identification of amyloidogenic peptides from insulin The formation of amyloid fibrils by insulin (GenBank accession number gi: 229122) is associated with injection-localized amyloidosis [Sacchettini and Kelly (2002), Nat Rev Drug Discov, 1: 267-75. ]. Based on the proposed role of aromatic residues in amyloid self-association, the amyloidogenic properties of the insulin-derived peptide ERGFF (SEQ ID NO: 42) were investigated.

材料および実験手順−実施例7および実施例10に記載した。
結果−原繊維超分子の超微細構造を形成するインシュリン由来ペプチドの能力を特徴づけるために、ネガティブ染色での電子顕微鏡観察分析を行った。図35に示すように、穏和な条件のもとで、フィラメント状構造を、選択したペプチドについて観測した。このことは、インシュリンのERGFFがポリペプチドの自己会合のために重要であることを示唆している。これらの結果はさらに、本発明によりアミロイド形成ペプチドの配列を予測することができることを実証している。
Materials and Experimental Procedures—Described in Example 7 and Example 10.
Results—To characterize the ability of insulin-derived peptides to form ultrastructures of fibrillar supramolecules, electron microscopy analysis with negative staining was performed. As shown in FIG. 35, filamentous structures were observed for selected peptides under mild conditions. This suggests that the insulin ERGFF is important for polypeptide self-association. These results further demonstrate that the sequence of amyloidogenic peptides can be predicted by the present invention.

(実施例33)
プロラクチンからのアミロイド形成ペプチドの同定
プロラクチン(GenBankアクセション番号gi:4506105)によるアミロイド原繊維の形成は下垂体アミロイドーシスと関連する[SacchettiniおよびKelly(2002)、Nat Rev Drug Discov、1:267〜75]。アミロイドの自己会合における芳香族残基の提案された役割に基づいて、プロラクチン由来ペプチドのRDFLDR(配列番号43)のアミロイド形成特性を調べた。
(Example 33)
Identification of amyloidogenic peptides from prolactin Formation of amyloid fibrils by prolactin (GenBank Accession No. gi: 4505065) is associated with pituitary amyloidosis [Sacchettini and Kelly (2002), Nat Rev Drug Discov, 1: 267-75]. . Based on the proposed role of aromatic residues in amyloid self-association, the amyloidogenic properties of the prolactin-derived peptide RDFLDR (SEQ ID NO: 43) were investigated.

材料および実験手順−実施例7および実施例10に記載した。
結果−原繊維超分子の超微細構造を形成するプロラクチン由来ペプチドの能力を特徴づけるために、ネガティブ染色での電子顕微鏡観察分析を行った。図36に示すように、穏和な条件のもとで、フィラメント状構造を、選択したペプチドについて観測した。このことは、プロラクチンのRDFLDRがポリペプチドの自己会合のために重要であることを示唆している。これらの結果はさらに、本発明によりアミロイド形成ペプチドの配列を予測することができることを実証している。
Materials and Experimental Procedures—Described in Example 7 and Example 10.
Results—To characterize the ability of prolactin-derived peptides to form ultrastructures of fibrillar supramolecules, electron microscopy analysis was performed with negative staining. As shown in FIG. 36, filamentous structures were observed for selected peptides under mild conditions. This suggests that the prolactin RDFLDR is important for polypeptide self-association. These results further demonstrate that the sequence of amyloidogenic peptides can be predicted by the present invention.

(実施例34)
ベータ−2−ミクロチューブリンからのアミロイド形成ペプチドの同定
ベータ−2−ミクロチューブリン(GenBankアクセション番号gi:70065)によるアミロイド原繊維の形成は血液透析関係のアミロイドーシスと関連する[SacchettiniおよびKelly(2002)、Nat Rev Drug Discov、1:267〜75]。アミロイドの自己会合における芳香族残基の提案された役割に基づいて、ベータ−2−ミクロチューブリン由来ペプチドのSNFLN(配列番号44)のアミロイド形成特性を調べた。
(Example 34)
Identification of amyloidogenic peptides from beta-2-microtubulin The formation of amyloid fibrils by beta-2-microtubulin (GenBank accession number gi: 70065) is associated with hemodialysis-related amyloidosis [Sacchettini and Kelly ( 2002), Nat Rev Drug Discov, 1: 267-75]. Based on the proposed role of aromatic residues in amyloid self-association, the amyloidogenic properties of the beta-2-microtubulin derived peptide SNFLN (SEQ ID NO: 44) were investigated.

材料および実験手順−実施例7および実施例10に記載した。
結果−原繊維超分子の超微細構造を形成するベータ−2−ミクロチューブリン由来ペプチドの能力を特徴づけるために、ネガティブ染色での電子顕微鏡観察分析を行った。図37に示すように、穏和な条件のもとで、フィラメント状構造を、選択したペプチドについて観測した。このことは、ベータ−2−ミクロチューブリンのSNFLNがポリペプチドの自己会合のために重要であることを示唆している。これらの結果はさらに、本発明によりアミロイド形成ペプチドの配列を予測することができることを実証している。
Materials and Experimental Procedures—Described in Example 7 and Example 10.
Results—To characterize the ability of beta-2-microtubulin-derived peptides to form ultrastructures of fibrillar supramolecules, electron microscopy analysis with negative staining was performed. As shown in FIG. 37, filamentous structures were observed for selected peptides under mild conditions. This suggests that the beta-2-microtubulin SNFLN is important for polypeptide self-association. These results further demonstrate that the sequence of amyloidogenic peptides can be predicted by the present invention.

(実施例35)
本発明の教示に従って同定したアミロイド形成ペプチドのアミロイド形成の阻害
全長ポリペプチドによるアミロイド形成を阻害する、本発明の教示に従って同定したIAPPのアミロイド形成ペプチドの能力を、ペプチド配列NFLVHPP(配列番号45)に示すように、β−破壊剤のプロリン残基を認識配列に付加することによって調べた。
(Example 35)
Inhibition of amyloid formation of amyloidogenic peptides identified according to the teachings of the present invention The ability of the amyloidogenic peptides of IAPP identified according to the teachings of the present invention to inhibit amyloid formation by full-length polypeptides is represented in the peptide sequence NFLVHPP (SEQ ID NO: 45). As shown, the proline residue of the β-breaker was examined by adding it to the recognition sequence.

阻害剤の存在下および非存在下でのアミロイド原繊維形成の程度を、分子指示剤としてチオフラビンT(ThT)を使用して評価した。ThT色素の蛍光の程度は、溶液中のアミロイド原繊維の量に直接的に相関する[LeVine H 3rd.(1993)、Protein Sci.、2:404〜410]。IAPP溶液(10mMのTris緩衝液(pH7.2)における4μMのhIAPP)を、40μMの改変ペプチド(すなわち、NFLVHPP)の存在下または非存在下、室温でインキュベーションした。この溶液を、50mMリン酸ナトリウム(pH6.0)に3μMのチオフラビンT(ThT)を含有する溶液に10倍希釈し、LS50B分光蛍光計(Perkin Elmer、Wellesley、MA)を使用して450nmでの励起による480nmにおける蛍光を測定することによって原繊維形成を測定した。コントロールとして、10mMのTris緩衝液(pH7.2)をThT溶液に希釈し、蛍光を、記載したように測定した。   The extent of amyloid fibril formation in the presence and absence of inhibitor was assessed using thioflavin T (ThT) as a molecular indicator. The degree of fluorescence of the ThT dye directly correlates with the amount of amyloid fibrils in solution [LeVine H 3rd. (1993), Protein Sci. 2: 404-410]. IAPP solution (4 μM hIAPP in 10 mM Tris buffer (pH 7.2)) was incubated at room temperature in the presence or absence of 40 μM modified peptide (ie, NFLVHPP). This solution was diluted 10-fold into a solution containing 3 μM Thioflavin T (ThT) in 50 mM sodium phosphate (pH 6.0) and used at 450 nm using an LS50B spectrofluorometer (Perkin Elmer, Wellesley, Mass.). Fibril formation was measured by measuring fluorescence at 480 nm upon excitation. As a control, 10 mM Tris buffer (pH 7.2) was diluted in ThT solution and fluorescence was measured as described.

結果−図38に示すように、IAPPは単独では、アミロイド形成タンパク質について予想されるように高レベルのThTの蛍光を示したが、阻害ペプチドの存在下では蛍光が著しく増大した。従って、これらの結果により、NFLVH配列がIAPPポリペプチドにおけるアミロイド形成決定因子として確認される。   Results—As shown in FIG. 38, IAPP alone showed a high level of ThT fluorescence as expected for amyloidogenic proteins, but significantly increased fluorescence in the presence of inhibitory peptides. Therefore, these results confirm the NFLVH sequence as a determinant of amyloid formation in the IAPP polypeptide.

(実施例36)
アミロイドの会合における疎水性残基の重要性
IAPPの基本アミロイド形成ユニットにおける芳香族残基の重要性を実施例1〜実施例5において明らかにした。記載したように、フェニルアラニンをアラニンに置換すると、アミロイド形成フラグメント(NAGAIL、配列番号9)がインビトロでアミロイド原繊維を形成する能力がなくなった。この観測の結果、他の短いアミロイド関連配列における芳香族残基の顕著な存在(実施例12〜実施例35)、ならびに、化学および生化学における自己会合プロセスにおけるπスタッキングの広く知られている役割に基づいて、芳香族残基のスタッキングがアミロイド原繊維形成プロセスにおいて役割を果たし得ることが示唆されている[Gazit(2002)、FASEB J.、16:77〜83]。
(Example 36)
Importance of hydrophobic residues in amyloid association The importance of aromatic residues in the basic amyloid-forming unit of IAPP was demonstrated in Examples 1-5. As noted, substitution of phenylalanine for alanine abolished the ability of amyloidogenic fragments (NAGAIL, SEQ ID NO: 9) to form amyloid fibrils in vitro. As a result of this observation, a prominent presence of aromatic residues in other short amyloid-related sequences (Examples 12-35) and the well-known role of π-stacking in chemistry and biochemistry self-association processes Based on the above, it has been suggested that stacking of aromatic residues may play a role in the amyloid fibril formation process [Gazit (2002), FASEB J. et al. 16: 77-83].

研究を、さらに、フェニルアラニン残基が、その芳香族性のためにというよりは、その疎水的性質のために重要であるかどうか示すために拡張した。IAPPの基本アミロイド形成ユニット(すなわち、NFGAILペプチド)の自己会合に対する疎水性残基によるフェニルアラニン置換による影響を検討した。   The study was further extended to show whether phenylalanine residues are important for their hydrophobic nature rather than for their aromaticity. The effect of phenylalanine substitution by hydrophobic residues on the self-association of the basic amyloid-forming unit of IAPP (ie, NFGAIL peptide) was examined.

この研究で使用したペプチドおよびその表示の一覧を下記の表6に示す。
A list of peptides used in this study and their display is shown in Table 6 below.

これらの疎水性アミノ酸はフェニルアラニンと類似の疎水性を有するか、または、フェニルアラニンよりもさらにわずかに疎水性が大きい[Wolfenden(1981)、Biochemistry、20:849〜855;Kyte(1982)、J.Mol.Biol.、157:105〜132;Radzicka(1988)]が、それらは芳香族性でないことが理解される。さらに、バリンおよびイソロイシンは、β−シートの多いアミロイド原繊維の形成にとって重要であると推定される非常に強いβ−シート形成因子であると見なされている[Chou(1974)、Biochemistry、13:211〜222;Chou(1978)、Annu.Rev.Biochem.、47:251〜276]。   These hydrophobic amino acids have similar hydrophobicity to phenylalanine or are slightly more hydrophobic than phenylalanine [Wolfenden (1981), Biochemistry, 20: 849-855; Kyte (1982), J. Am. Mol. Biol. 157: 105-132; Radzica (1988)], it is understood that they are not aromatic. Furthermore, valine and isoleucine are considered to be very strong β-sheet formers that are presumed to be important for the formation of β-sheet rich amyloid fibrils [Chou (1974), Biochemistry, 13: 211-222; Chou (1978), Annu. Rev. Biochem. 47: 251-276].

(実施例37)
濁度測定によってモニターしたときの、疎水性に改変されたhIAPPペプチドフラグメントの凝集速度論の特徴づけ
実験手順−実施例8に記載したように行った。
結果
疎水性に改変されたIAPP由来ペプチドアナログの凝集能に対する洞察を得るために、濁度アッセイを行った。野生型ペプチドおよび様々なペプチド変異型の新しく作製したストック溶液をDMSO中で作製した。その後、ペプチドを緩衝液溶液に希釈し、濁度を、時間の関数として405nmでの吸光度を追跡することによってモニターした。図39に示すように、濁度の著しい増大が、水溶液へのその希釈後数分以内に、野生型のNFGAILSSオクタペプチドについて観測された。凝集曲線の形状は、濁度の急速な増大が最初の1時間に存在し、その後、モニターされたインキュベーション時間全体にわたる濁度のはるかにより遅い増大を伴う飽和曲線の形状に類似していた。これは、おそらく、自由な構成要素の数を律速因子とする迅速な凝集プロセスを反映している。対照的に、アナログペプチドはどれも、何ら意味のある凝集挙動を明らかにせず、また、すべての疎水性アナログならびにアラニン置換アナログの濁度は、少なくとも24時間にわたって非常に低いままであった(図39)。
(Example 37)
Characterization of aggregation kinetics of hydrophobically modified hIAPP peptide fragments as monitored by turbidity measurements Experimental procedure-performed as described in Example 8.
Results A turbidity assay was performed in order to gain insight into the aggregating ability of hydrophobically modified IAPP-derived peptide analogs. Freshly made stock solutions of wild type peptides and various peptide variants were made in DMSO. The peptide was then diluted in buffer solution and turbidity was monitored by following the absorbance at 405 nm as a function of time. As shown in FIG. 39, a significant increase in turbidity was observed for the wild type NFGAILSS octapeptide within minutes after its dilution in aqueous solution. The shape of the aggregation curve resembled the shape of the saturation curve with a rapid increase in turbidity present in the first hour followed by a much slower increase in turbidity throughout the monitored incubation time. This probably reflects a rapid aggregation process with the number of free components as the rate limiting factor. In contrast, none of the analog peptides revealed any meaningful aggregation behavior, and the turbidity of all hydrophobic analogs as well as alanine substituted analogs remained very low for at least 24 hours (FIG. 39).

疎水性アナログの非凝集挙動が極めて遅い速度論の結果であるかどうか明らかにするために、ペプチドアナログの溶液を同じ実験条件で1週間にわたってインキュベーションし、終点の濁度値を測定した。図30に示すように、やや低い程度の濁度がNIGAILSSに関して観測され、より低い程度が、濁度の低下する順に、NLGAILSS、NAGAILSSおよびNVGAILSSのペプチドについて観測された。しかしながら、NIGAILSSの場合でさえ、濁度の程度は、野生型のNFGAILSSタンパク質と比較して著しく低下していた(図40)。さらに、より低い程度の凝集が、疎水性が大きいβ−シート形成因子のバリンへの置換に関して観測されたので、凝集能と疎水性またはβ−シート形成傾向との間には相関が何ら認められなかった。NFGAILSS野生型ペプチドの終点濁度値のわずかな低下は、24時間のインキュベーションの後で得られた値と比較した場合、キュベット表面に付着する非常に大きい凝集物が形成したことを反映し得る。   In order to determine whether the non-aggregation behavior of hydrophobic analogs is a result of very slow kinetics, peptide analog solutions were incubated for 1 week under the same experimental conditions and endpoint turbidity values were measured. As shown in FIG. 30, a somewhat lower degree of turbidity was observed for NIGAILSS, and a lower degree was observed for NLGAILSS, NAGAILSS and NVGAILSS peptides in order of decreasing turbidity. However, even in the case of NIGAILSS, the degree of turbidity was significantly reduced compared to the wild type NFGAILSS protein (FIG. 40). In addition, since a lower degree of aggregation was observed for the replacement of the highly hydrophobic β-sheet forming factor with valine, there was no correlation between aggregation ability and hydrophobicity or β-sheet formation tendency. There wasn't. A slight decrease in the end point turbidity value of the NFGAILSS wild-type peptide may reflect the formation of very large aggregates attached to the cuvette surface when compared to the value obtained after 24 hours of incubation.

(実施例38)
疎水性に改変されたhIAPPペプチドフラグメントの超微細構造分析
電子顕微鏡観察分析を、実施例10に記載したように行った。
様々なアナログペプチドによって形成された何らかの可能な構造の超微細構造可視化を5日間のインキュベーションの後で行った。この構造分析は、様々な凝集物を個々に可視化するので、最も高感度な方法を表す。その目的のために、形成された構造の存在および特徴を、凝集アッセイ(実施例32)においてインキュベーションした同じペプチド溶液を用いて、ネガティブ染色を使用して電子顕微鏡観察によって調べた。予想されたように、十分な秩序を有する原繊維が野生型ペプチドのNFGAILSSペプチドフラグメントに関して観測された(図41a〜図41b)。いくつかの無定形の凝集物もまた、改変したフラグメントに関して認めることができた(図41c〜図41f)。しかしながら、それらの構造は、顕微鏡グリッドでは著しく多くなかった。より大きい凝集性構造が、アラニンアナログと比較した場合、より疎水性の置換体に関して観測された。それでも、上記で述べたように、NFGAILSSペプチドに関して認められた秩序だった原繊維構造とは異なり、これらの凝集物は極めて希であり、秩序だった構造を有していなかった(図41c〜図41f)。それらの不規則で、散発的な構造は、かなり疎水性の分子を長くインキュベーションした後で予想されるような、ある程度の非特異的な凝集と一致している。
(Example 38)
Ultrastructural analysis of hIAPP peptide fragments modified to hydrophobicity Electron microscopy analysis was performed as described in Example 10.
Ultrastructural visualization of any possible structure formed by the various analog peptides was performed after 5 days of incubation. This structural analysis represents the most sensitive method because it visualizes the various aggregates individually. To that end, the presence and characteristics of the structures formed were examined by electron microscopy using negative staining with the same peptide solution incubated in the aggregation assay (Example 32). As expected, well-ordered fibrils were observed for the NFGAILSS peptide fragment of the wild-type peptide (FIGS. 41a-41b). Some amorphous aggregates could also be seen for the modified fragments (FIGS. 41c-41f). However, their structure was not significantly greater on the microscope grid. Larger aggregating structures were observed for the more hydrophobic substitutions when compared to the alanine analog. Nevertheless, as noted above, unlike the ordered fibrillar structure observed for the NFGAILSS peptide, these aggregates were extremely rare and did not have an ordered structure (Figures 41c-41). 41f). These irregular and sporadic structures are consistent with some degree of non-specific aggregation as expected after long incubations of fairly hydrophobic molecules.

(実施例39)
IAPPの自己会合におけるフェニルアラニンの特異的な機能の決定
IAPPの自己会合におけるフェニルアラニン残基の特異的な役割を決定するために、メンブラン型結合アッセイを、「基本アミロイド形成ユニット」を認識する全長hIAPPの能力を促進させる分子決定因子を体系的に調査するために行った。この目的のために、フェニルアラニン位置を体系的に変化させたペプチド(配列番号91〜110)のアレイと相互作用するMBP−IAPP(実施例6参照)の能力を検討した。
(Example 39)
Determination of the specific function of phenylalanine in IAPP self-association To determine the specific role of phenylalanine residues in IAPP self-association, a membrane-type binding assay was performed using a full-length hIAPP that recognizes the “basic amyloidogenic unit”. This was done to systematically investigate the molecular determinants that promote the ability. For this purpose, the ability of MBP-IAPP (see Example 6) to interact with an array of peptides (SEQ ID NOs: 91-110) with systematically altered phenylalanine positions was examined.

材料および実験手順−実施例6〜実施例7を参照のこと。
結果
SNNXGAILSSモチーフ(配列番号90)(式中、Xは、システインを除く任意の天然アミノ酸である)に対応するペプチドアレイを構築した。図42aに示すように、MBP−IAPPの結合を、芳香族性のトリプトファン残基およびフェニルアラニン残基をX位に含有するペプチドについて明瞭に観測した(図42a)。興味深いことに、結合はまた、フェニルアラニンがアルギニンおよびリジンなどの塩基性アミノ酸で置換したときにも観測された。対照的に、その位置の疎水性置換体のいずれに関しても、結合は、メンブランに長時間曝された後でさえも観測されなかった(図42b)。
Materials and Experimental Procedures-See Examples 6-7.
Results A peptide array corresponding to the SNNXGAILSS motif (SEQ ID NO: 90) (where X is any natural amino acid except cysteine) was constructed. As shown in FIG. 42a, MBP-IAPP binding was clearly observed for peptides containing aromatic tryptophan and phenylalanine residues in the X position (FIG. 42a). Interestingly, binding was also observed when phenylalanine was replaced with basic amino acids such as arginine and lysine. In contrast, no binding was observed for any of the hydrophobic substitutions at that position, even after prolonged exposure to the membrane (FIG. 42b).

短時間の暴露での結合を、デンシトメトリーを使用して評価した(図42c)。しかし、合成時のカップリング効率、従って、スポットあたりのペプチドの量が変化し得るので、測定した結合は半定量的であるとして解釈しなければならないことが理解される。しかしながら、この場合、様々なペプチド変化体の間における結合の差が顕著であることが極めて明瞭であった。   Binding with short exposures was assessed using densitometry (Figure 42c). However, it is understood that the measured binding must be interpreted as semi-quantitative because the coupling efficiency during synthesis, and thus the amount of peptide per spot, can vary. However, in this case it was very clear that the difference in binding between the various peptide variants was significant.

まとめると、これらの観測結果のすべてが、アミロイド形成プロセスの促進における芳香族残基の役割を実証している。   Taken together, all of these observations demonstrate the role of aromatic residues in promoting the amyloid formation process.

(実施例40)
α−アミノイソブチル酸(Aib)置換アミロイド形成ペプチドの設計および立体配座
IAPPポリペプチド(即ち、IAPP14−20、上記表3参照)の最小アミロイド形成領域は、それに結合し、それをブロックし、その凝集を妨げることができる阻害剤を設計するためのターゲット配列として選択された。
(Example 40)
Design and conformation of α-aminoisobutyric acid (Aib) substituted amyloidogenic peptides The minimal amyloidogenic region of the IAPP polypeptide (ie, IAPP14-20, see Table 3 above) binds to and blocks it, It was selected as a target sequence for designing inhibitors that can prevent aggregation.

実験アプローチ
アミロイド形成ペプチドの凝集能力をなくすために、β−シート破壊剤をターゲット配列に組み入れ、ペプチドが原繊維を形成するためにモノマーが一緒にスタッキングされるβ−シート配座を示すことができないようにする。α−アミノイソブチル酸(Aib)は、カルボキシル基のCαに結合された二つのメチル残基を含有する非天然のアミノ酸である。天然のアミノ酸と違って、この分子はCαに結合された水素原子を有しない。これは、特にアミド結合のφおよびΨ角に関するアミノ酸の立体特性に広く影響する。アラニンは幅広い範囲の可能なφおよびΨ立体配座を有するが、α−メチル化アラニンであるAibは制限されたφおよびΨ立体配座を有する。図43aはL−アラニンおよびD−アラニンのラマチャンドランプロットの重なりから導かれるAibの立体配座マップを示す。図43aについて明らかなように、可能な角度は小さな領域に制限され、全体の構造はβ−鎖立体配座よりむしろα−ヘリックス立体配座のためにずっと好適である。
Experimental approach In order to eliminate the ability of amyloidogenic peptides to aggregate, a β-sheet disrupter can be incorporated into the target sequence and the peptide cannot exhibit a β-sheet conformation in which monomers are stacked together to form fibrils Like that. α-Aminoisobutyric acid (Aib) is an unnatural amino acid containing two methyl residues attached to C α of the carboxyl group. Unlike natural amino acids, the molecule has no bonded hydrogen atoms in C alpha. This has a wide influence on the steric properties of amino acids, particularly with respect to the φ and ψ angles of amide bonds. Alanine has a wide range of possible φ and ψ conformations, while Aib, an α-methylated alanine, has a limited φ and ψ conformation. FIG. 43a shows the Aib conformational map derived from the overlap of L-alanine and D-alanine Ramachandran plots. As is clear for FIG. 43a, the possible angles are limited to a small region, and the overall structure is much better for the α-helix conformation rather than the β-strand conformation.

従って、Aibは、アミロイド凝集の中心であるβ−シート立体配座を妨げるために使用することができる。特に、Aibとプロリンのラマチャンドランプロットの間の比較は、Aibがプロリンより強力なβ−シート破壊剤であることを示す(図43a)。   Thus, Aib can be used to prevent the β-sheet conformation that is the center of amyloid aggregation. In particular, a comparison between the Aib and proline Ramachandran plots shows that Aib is a more potent β-sheet breaker than proline (FIG. 43a).

IAPPアミロイド形成領域を含む二つのペプチド(即ち、ANFLVHおよびANFLV、それぞれ配列番号124および126)を合成して、アラニンおよびロイシン残基を置換するAibを含ませた。次のアミノ酸配列、即ちAib−NF−Aib−VH(配列番号125)およびAib−NF−Aib−V(配列番号127)を含む新しく合成されたペプチドをそれぞれ図43b〜cに示す。   Two peptides containing the IAPP amyloid-forming region (ie, ANFLVH and ANFLV, SEQ ID NOs: 124 and 126, respectively) were synthesized to include Aib replacing alanine and leucine residues. Newly synthesized peptides containing the following amino acid sequences, namely Aib-NF-Aib-VH (SEQ ID NO: 125) and Aib-NF-Aib-V (SEQ ID NO: 127), are shown in FIGS. 43b-c, respectively.

ペプチド合成−固相技術を使用してPeptron,Inc.(Taejeon,韓国)によってペプチドを合成した。ペプチドの正確な正体は、HP1100シリーズLC/MSDを使用してイオンスプレー質量分析法によって確認された。ペプチドの純度を、水および0.1%トリフルオロ酢酸(TFA)における0%から100%へのアセトニトリルの30分の直線勾配を1ml/分の流速で使用して、C18カラムでの逆相高圧液体クロマトグラフィ(RP−HPLC)によって確認した。 Peptide synthesis-Peptron, Inc. using solid phase technology. Peptides were synthesized by (Taejeon, Korea). The exact identity of the peptide was confirmed by ion spray mass spectrometry using the HP1100 series LC / MSD. The purity of the peptide was measured in reverse phase on a C18 column using a 30 minute linear gradient of acetonitrile from 0% to 100% in water and 0.1% trifluoroacetic acid (TFA) at a flow rate of 1 ml / min. Confirmed by high pressure liquid chromatography (RP-HPLC).

ペプチド溶液−新しく調製したストック溶液を、凍結乾燥形態のペプチドをジメチルスルホキシド(DMSO)に100mMの濃度で溶解することによって作製した。何らかの事前の凝集を避けるために、新しいストック溶液をそれぞれの実験のために調製した。ペプチドストック溶液を、下記のようにマイクロチューブに希釈した。5μlのペプチドストック溶液を95μLの10mM Tris(pH7.2)に加えた(従って、ペプチドの最終濃度は5%のDMSOの存在下で5mMであった)。   Peptide solution—A freshly prepared stock solution was made by dissolving a lyophilized form of the peptide in dimethyl sulfoxide (DMSO) at a concentration of 100 mM. A fresh stock solution was prepared for each experiment to avoid any prior aggregation. The peptide stock solution was diluted into microtubes as described below. 5 μl of peptide stock solution was added to 95 μL of 10 mM Tris pH 7.2 (thus the final concentration of peptide was 5 mM in the presence of 5% DMSO).

(実施例41)
野生型およびAib改変hIAPPペプチドの超微細構造分析
上の実施例40に記載されたペプチドの原繊維形成能を電子顕微鏡分析によって評価した。
(Example 41)
Ultrastructural analysis of wild type and Aib modified hIAPP peptides The fibril forming ability of the peptide described in Example 40 above was evaluated by electron microscopy analysis.

材料および実験手順
透過電子顕微鏡−4日間(wtペプチド)および10日間(改変ペプチド)寝かせた、10mMのTris緩衝液(pH7.2)における5mMペプチド溶液の10μLサンプルを、400メッシュの銅グリッド(SPI Supplies,West Chester PA)上に置き、カーボン安定化ホルムバールフィルムによって覆った。1分後、過剰な液体を除き、次にグリッドを2%酢酸ウラニル水溶液でさらに2分間ネガティブ染色した。サンプルを80kVで稼動するJEOL 1200EX電子顕微鏡で調べた。
Materials and Experimental Procedures Transmission Electron Microscope-A 10 μL sample of 5 mM peptide solution in 10 mM Tris buffer (pH 7.2) aged for 4 days (wt peptide) and 10 days (modified peptide) was transferred to a 400 mesh copper grid (SPI (Supplies, West Chest PA) and covered with a carbon stabilized formvar film. After 1 minute, excess liquid was removed, and the grid was then negatively stained with 2% aqueous uranyl acetate for an additional 2 minutes. Samples were examined with a JEOL 1200EX electron microscope operating at 80 kV.

結果
Aib含有ペプチドのアミロイド原繊維を形成する能力を、天然のIAPPペプチドと比較して調べた。Aib改変および野生型ペプチドの寝かせた溶液を、ネガティブ染色を使用して電子顕微鏡(EM)のもとで調べた。図44a−bに示すように、両天然ペプチド、即ちANFLVH(図44a)およびANFLV(図44b)は、全長IAPPタンパク質によって形成された原繊維に対して高い類似性を有する原繊維構造を形成した。他方、Aib含有ペプチド、即ち、Aib−NF−Aib−VH(図44c)およびAib−NF−Aib−V(図44d)に対して、より長いインキュベーション期間後であっても、原繊維構造は全く存在しなかったが、無定形の凝集物はなお存在していた。これは、本発明のAib置換ペプチドが原繊維形成できないこと示唆している。
Results The ability of Aib-containing peptides to form amyloid fibrils was examined in comparison to the native IAPP peptide. The laid solution of Aib modified and wild type peptide was examined under electron microscopy (EM) using negative staining. As shown in FIGS. 44a-b, both natural peptides, ANFLVH (FIG. 44a) and ANFLV (FIG. 44b), formed a fibril structure with high similarity to the fibrils formed by the full-length IAPP protein. . On the other hand, for Aib-containing peptides, ie, Aib-NF-Aib-VH (FIG. 44c) and Aib-NF-Aib-V (FIG. 44d), no fibrillar structure was observed even after a longer incubation period. Although not present, amorphous aggregates were still present. This suggests that the Aib-substituted peptide of the present invention cannot form fibrils.

(実施例42)
コンゴーレッド結合アッセイによる野生型およびAib置換IAPPペプチドのアミロイド形成能の試験
材料および実験手順
コンゴーレッド染色および複屈折−10日間寝かせた、10mMのTris緩衝液(pH7.2)における5mMペプチド溶液の10μL懸濁液を、ガラス製の顕微鏡スライドガラスの上で一晩乾燥させた。染色を、80%エタノール(v/v)溶液における飽和コンゴーレッド(CR)およびNaClの10μL懸濁液を加えることによって行なった。溶液を0.2μmフィルターによりろ過した。その後、スライドガラスを数時間乾燥させた。複屈折を、直交偏光子を備えるSZX−12実体顕微鏡(Olympus,Hamburg、ドイツ)を用いて測定した。100×の倍率で示される。
(Example 42)
Testing amyloidogenic ability of wild-type and Aib-substituted IAPP peptides by Congo red binding assay Materials and experimental procedures Congo red staining and birefringence—10 μL of 5 mM peptide solution in 10 mM Tris buffer (pH 7.2) aged for 10 days The suspension was dried overnight on a glass microscope slide. Staining was performed by adding a 10 μL suspension of saturated Congo Red (CR) and NaCl in 80% ethanol (v / v) solution. The solution was filtered through a 0.2 μm filter. Thereafter, the slide glass was dried for several hours. Birefringence was measured using an SZX-12 stereo microscope (Olympus, Hamburg, Germany) equipped with orthogonal polarizers. Shown at 100 × magnification.

結果
コンゴーレッド染色を使用して、Aib改変ペプチドのアミロイド形成能を評価した。スライドガラスを、直交偏光子を使用する顕微鏡のもとで調べた。図45a〜bは、ANFLVHおよびANFLVペプチド(それぞれ図45aおよびb)の両方に対して典型的な黄緑の複屈折を示す。しかしながら、EM研究によれば、Aib改変ペプチド、即ちAib−NF−Aib−VHおよびAib−NF−Aib−Vは複屈折を全く示さなかった。これは、Aib改変ペプチドがアミロイド原繊維を全く形成できないことを示唆している(図45c〜d)。
Results Congo red staining was used to evaluate the ability of Aib modified peptides to form amyloid. The slide glass was examined under a microscope using an orthogonal polarizer. Figures 45a-b show typical yellow-green birefringence for both ANFLVH and ANFLV peptides (Figures 45a and b, respectively). However, according to EM studies, the Aib modified peptides, Aib-NF-Aib-VH and Aib-NF-Aib-V, did not show any birefringence. This suggests that the Aib modified peptide cannot form amyloid fibrils at all (FIGS. 45c-d).

(実施例43)
Aib改変IAPPペプチドフラグメントの二次構造分析
フーリエ変換赤外分光法(FT−IR)を、Aib改変hIAPPの二次構造を決定するために行なった。
(Example 43)
Secondary structure analysis of Aib modified IAPP peptide fragments Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) was performed to determine the secondary structure of Aib modified hIAPP.

材料および実験手順
フーリエ変換赤外分光法−赤外スペクトルを、DTGS検出器を備えるNicolet社のNexus470FT−IR分光計を使用して記録した。2週間寝かせたペプチド溶液のサンプルを、CaFプレート上に懸濁し、真空乾燥させた。ペプチド沈着物をDOで再懸濁し、続いて乾燥させて、薄いフィルムを形成させた。この再懸濁手順を2回繰り返して、水素から重水素への交換が最大になることを確実にした。測定値を、4cm−1の分解能および2000回の走査平均化を使用して得た。透過率極小値をOMNIC分析プログラム(Nicolet)によって決定した。
Materials and Experimental Procedures Fourier Transform Infrared Spectroscopy—Infrared spectra were recorded using a Nicolet Nexus 470-IR spectrometer equipped with a DTGS detector. A sample of the peptide solution aged for 2 weeks was suspended on a CaF 2 plate and vacuum dried. The peptide deposit was resuspended with D 2 O and subsequently dried to form a thin film. This resuspension procedure was repeated twice to ensure maximum hydrogen to deuterium exchange. Measurements were obtained using 4 cm −1 resolution and 2000 scan averaging. The transmission minimum was determined by the OMNIC analysis program (Nicolet).

結果
FT−IR分光法を使用して、観察された構造の内部立体配座を解明した(上の実施例42および43参照)。Aibの含有時の図46a〜bに示すように、IAPPペプチドはIRスペクトルにおいてシャープな変化を示した。ANFLVHおよびANFLVペプチドスペクトルは、1630cm−1および1632cm−1のそれぞれに極小を有するβ−シートスペクトルの典型であるが、Aib−NF−Aib−VHおよびAib−NF−Aib−Vペプチドは、1670cm−1および1666cm−1のそれぞれに極小を示し、それは無秩序なコイル立体配座を特徴とする。
Results FT-IR spectroscopy was used to elucidate the internal conformation of the observed structure (see Examples 42 and 43 above). As shown in FIGS. 46a-b when Aib was contained, the IAPP peptide showed a sharp change in the IR spectrum. The ANFLVH and ANFLV peptide spectra are typical of β-sheet spectra with local minima at 1630 cm −1 and 1632 cm −1 , respectively, while Aib-NF-Aib-VH and Aib-NF-Aib-V peptides are 1670 cm − A minimum is shown for each of 1 and 1666 cm −1 , which is characterized by a disordered coil conformation.

まとめると、これらの結果は天然のIAPPペプチドとAib含有ペプチドの間の根本的な差異を示唆する。天然のペプチドは高度にアミロイド形成性であるが、改変Aib含有ペプチドはアミロイド原繊維を形成することができない(実施例41〜43)。   Taken together, these results suggest a fundamental difference between the native IAPP peptide and the Aib-containing peptide. Natural peptides are highly amyloidogenic, but modified Aib-containing peptides are unable to form amyloid fibrils (Examples 41-43).

(実施例44)
Aib改変ペプチドはIAPPポリペプチドによるアミロイド形成を阻害する
Aib阻害剤存在下および非存在下でのアミロイド原繊維形成の程度を、分子指示剤としてチオフラビンT(ThT)を使用して評価した。ThT色素の蛍光の程度は、溶液中のアミロイド原繊維の量に直接的に相関する[LeVine H 3rd.(1993),Protein Sci.2:404〜410]。
(Example 44)
Aib-modified peptides inhibit amyloid formation by IAPP polypeptides The extent of amyloid fibril formation in the presence and absence of Aib inhibitors was evaluated using thioflavin T (ThT) as a molecular indicator. The degree of fluorescence of the ThT dye directly correlates with the amount of amyloid fibrils in solution [LeVine H 3rd. (1993), Protein Sci. 2: 404-410].

材料および実験手順
フーリエ変換赤外分光法−IAPP溶液(10mMのTris緩衝液(pH7.2)における4μMペプチド)を、40μMの様々なペプチド溶液の存在下または非存在下で室温でインキュベートした。溶液を、50mMリン酸ナトリウム(pH6.0)に3μMのチオフラビンT(ThT)を含有する溶液に10倍希釈し、Perkin Elmar LS50B分光蛍光計を使用して450nmでの励起による480nmにおける蛍光を測定することによって原繊維形成を測定した。コントロールとして、10mMのTris緩衝液(pH7.2)をThT溶液に希釈し、蛍光を記載したように測定した。
Materials and Experimental Procedures Fourier Transform Infrared Spectroscopy—IAPP solution (4 μM peptide in 10 mM Tris buffer (pH 7.2)) was incubated at room temperature in the presence or absence of 40 μM various peptide solutions. The solution is diluted 10-fold into a solution containing 3 μM Thioflavin T (ThT) in 50 mM sodium phosphate (pH 6.0) and fluorescence at 480 nm is measured by excitation at 450 nm using a Perkin Elmar LS50B spectrofluorometer Fibril formation was measured. As a control, 10 mM Tris buffer (pH 7.2) was diluted in a ThT solution and fluorescence was measured as described.

結果
図47に示すように、全てのAib改変ペプチドは、全長IAPPポリペプチドの会合を阻害することができた。これは、アミロイド形成ペプチドのAib改変が様々な治療用途において強力な抑制ツールとして役立ちうることを示唆している。
Results As shown in FIG. 47, all Aib modified peptides were able to inhibit the association of full-length IAPP polypeptides. This suggests that Aib modification of amyloidogenic peptides can serve as a powerful inhibitory tool in various therapeutic applications.

(実施例45)
ジ−およびトリ−芳香族ペプチドはIAPPポリペプチドの凝集を阻害しうる。
短い芳香族アミノ酸配列がアミロイドポリペプチドの会合を阻害する能力を研究し、β−シート破壊剤アミノ酸がこのような阻害を容易にする能力に接近するために、テトラ−、トリ−およびジペプチドのアレーを合成および評価した。
(Example 45)
Di- and tri-aromatic peptides can inhibit the aggregation of IAPP polypeptides.
To study the ability of short aromatic amino acid sequences to inhibit amyloid polypeptide association and to approach the ability of β-sheet breaker amino acids to facilitate such inhibition, an array of tetra-, tri- and dipeptides is used. Were synthesized and evaluated.

実験手順
ペプチド合成−この実施例45および実施例46〜47に使用されたペプチドおよびその表示の一覧を下記の表7に示す。ペプチド合成は以下の実施例46〜47に記載されている。
Experimental Procedure Peptide Synthesis-A list of peptides used in this Example 45 and Examples 46-47 and their display is shown in Table 7 below. Peptide synthesis is described in Examples 46-47 below.

ThT蛍光−上記実施例44参照
結果
阻害ペプチドを、(記載したような)標準ThT蛍光アッセイを使用して評価した。図48は、142時間のインキュベーション後、IAPP凝集がプラトーに達した後の終点値を示す。凝集アッセイを、IAPPポリペプチド(4μM)および阻害ペプチド(40μM)の存在下で行なった。
ThT fluorescence-see Example 44 above Results Inhibitory peptides were evaluated using a standard ThT fluorescence assay (as described). FIG. 48 shows the endpoint values after 142 hours of incubation after the IAPP aggregation reached a plateau. Aggregation assays were performed in the presence of IAPP polypeptide (4 μM) and inhibitory peptide (40 μM).

図48に明らかに示すように、短い芳香族アミノ酸配列はその凝集を阻害しながらIAPPポリペプチドに対する認識を媒介する。最良の阻害剤は、Aib−Phe−Pheペプチド(EG12)であり、そこではAib残基はアミロイド関連構造を形成しうる最短の認識エレメントに結合されている[Reches and Gazit,Science(2003),300(2619):625〜7]。D−Tyr−D−Pro(EG18)およびD−Tyr−D−Aib(EG16)は、IAPP凝集に対して有意な阻害効果を示し、これは単一芳香族残基が分子認識を媒介する能力を実証する。興味深いことに、Aibはプロリンより高い阻害活性を示した。さらに、芳香族アミノ酸に対するβ−シート破壊剤アミノ酸の位置で異なるペプチドEG17とEG18の間の活性の有意な差は、ペプチドの組成だけでなく、順序に対する役割を示唆する。   As clearly shown in FIG. 48, the short aromatic amino acid sequence mediates recognition for the IAPP polypeptide while inhibiting its aggregation. The best inhibitor is the Aib-Phe-Phe peptide (EG12), where the Aib residue is bound to the shortest recognition element that can form an amyloid-related structure [Reches and Gazit, Science (2003), 300 (2619): 625-7]. D-Tyr-D-Pro (EG18) and D-Tyr-D-Aib (EG16) show a significant inhibitory effect on IAPP aggregation, which is the ability of a single aromatic residue to mediate molecular recognition To demonstrate. Interestingly, Aib showed higher inhibitory activity than proline. Furthermore, the significant difference in activity between peptides EG17 and EG18 that differ in the position of the β-sheet breaker amino acid relative to the aromatic amino acid suggests a role for order as well as peptide composition.

(実施例46)
最良に実施するIAPP原繊維化阻害剤の選択およびそれを選択する基準
ペプチド合成−ペプチド合成(EG5,EG6およびEG7,D−Phe−Pro,およびD−Pro−Pheを除く)を、固相合成(Peptron,Inc.,Taejeon、韓国)を使用することによって行なった。ペプチドの同定はイオンスプレー質量分析法によって確認された。ペプチドの純度を、逆相高圧液体クロマトグラフィー(RP−HPLC)によって確認した。EG5,EG6,およびEG7,D−Phe−Pro,およびD−Pro−Pheを、Bachem(Bubendorf、スイス)から購入した。小島アミロイドポリペプチド(IAPP)を、CalBiochem(La Jolla CA、米国)から購入した。
(Example 46)
Selection of the best performing IAPP fibrillation inhibitor and criteria for selecting it Peptide synthesis-Peptide synthesis (except EG5, EG6 and EG7, D-Phe-Pro, and D-Pro-Phe), solid phase synthesis (Peptron, Inc., Taejeon, Korea). The identity of the peptide was confirmed by ion spray mass spectrometry. The purity of the peptide was confirmed by reverse phase high pressure liquid chromatography (RP-HPLC). EG5, EG6, and EG7, D-Phe-Pro, and D-Pro-Phe were purchased from Bachem (Bubendorf, Switzerland). Islet amyloid polypeptide (IAPP) was purchased from CalBiochem (La Jolla CA, USA).

チオフラビン蛍光アッセイ−hIAPP原繊維化はチオフラビンT色素結合アッセイによってモニターされた。hIAPP1〜37ストック溶液を、阻害剤(40μM)ありまたはなしの10mM酢酸ナトリウム緩衝液(pH6.5)において4μMの最終濃度に、そして1%(vol)のHFIPの最終濃度に希釈した。希釈直後、サンプルを4℃で20000×gで20分間遠心分離し、上澄み画分を蛍光測定のために使用した。各測定ごとに、Thtを3μMの最終濃度で1mlサンプルに添加し、測定を、Perkin−Elmer(励起450nm,2.5nmスリット;発光480nm,10nmスリット)を使用することによって行なった。バックグラウンド放射線は全てのサンプルから差し引いた。 Thioflavin fluorescence assay-hIAPP fibrillation was monitored by a thioflavin T dye binding assay. The hIAPP 1-37 stock solution was diluted to a final concentration of 4 μM and a final concentration of 1% (vol) HFIP in 10 mM sodium acetate buffer (pH 6.5) with or without inhibitor (40 μM). Immediately after dilution, the sample was centrifuged at 20000 × g for 20 minutes at 4 ° C. and the supernatant fraction was used for fluorescence measurements. For each measurement, Tht was added to a 1 ml sample at a final concentration of 3 μM and the measurement was performed using a Perkin-Elmer (excitation 450 nm, 2.5 nm slit; emission 480 nm, 10 nm slit). Background radiation was subtracted from all samples.

結果
潜在的な阻害剤の同定および阻害剤設計のための規則−IAPP原繊維化の小さなペプチド阻害剤を同定し、阻害剤の最小長さおよびその最大安定性を最適化するために、ペプチド選択の反復サイクルを、D−アミノ酸配列アナログを使用して行なった。
Results Rules for Identification of Potential Inhibitors and Inhibitor Design-Peptide Selection to Identify Small Inhibitors of IAPP Fibrilization and Optimize Inhibitor Minimum Length and Its Maximum Stability Repeated cycles of were performed using D-amino acid sequence analogs.

図49aに示された選択の第一ラウンドは、トリペプチドのように短いペプチドがIAPPによるアミロイドの形成を効率的に阻害しうることを証明した。EG01とEG03の比較は、短いペプチド内のAsn残基の存在がアミロイド形成の阻害に貢献しないことを示唆し、さらに適切な阻害のためにβ−破壊剤とともに芳香族部分を使用することを支持する。EG05、アミロイド形成のための公知の阻害剤[Tjernberg他(1996)、J.Biol.Chem.271:8545〜854]によるIAPP原繊維化の効果的な阻害は、芳香族残基によるアミロイド形成の一般的な阻害を示唆する。実際に、EG05およびずっと短いEG08(Phe−Pheに結合したAib)エレメントの同様の活性は、EG05の一般的な阻害がその芳香族の性質に由来することを明らかに示唆する。   The first round of selection shown in FIG. 49a demonstrated that short peptides, such as tripeptides, can effectively inhibit amyloid formation by IAPP. Comparison of EG01 and EG03 suggests that the presence of Asn residues in the short peptide does not contribute to inhibition of amyloid formation and further supports the use of aromatic moieties with β-breakers for proper inhibition To do. EG05, a known inhibitor for amyloid formation [Tjerenberg et al. (1996), J. MoI. Biol. Chem. 271: 8545-854], an effective inhibition of IAPP fibrillation suggests a general inhibition of amyloid formation by aromatic residues. Indeed, similar activity of EG05 and the much shorter EG08 (Aib bound to Phe-Phe) element clearly suggests that the general inhibition of EG05 is due to its aromatic nature.

図49bに示された選択の第二ラウンドは、効果的な阻害がトリペプチドによってだけでなくジペプチド(EG16,EG17,EG18)によっても達成されうることを証明した。全ての場合において芳香族部分へのD−異性体の結合を使用した。EG16とEG17の間の差は、阻害剤の設計のための規則を確立するために次のラウンドでさらに研究された。図49cは選択の第三ラウンドの結果を示す。EG20対EG21(d−F−P対P−d−F)の第三ラウンドにおける比較(図49c)は、第二ラウンドにおけるEG16とEG17を比較することによって得られた結果、およびEG24とEG35を比較することによって得られた結果(第四ラウンドにおいて−図1d)とともに、(芳香族DまたはL)−(β−破壊剤)に述べたようなジペプチド阻害剤の設計のための一般式を示唆する。これらの選択ステップは、(芳香族DまたはL)−(芳香族DまたはL)−(β−破壊剤)に述べたようなトリペプチド阻害剤のための一般式をさらに与えた。   The second round of selection shown in FIG. 49b demonstrated that effective inhibition can be achieved not only by tripeptides but also by dipeptides (EG16, EG17, EG18). In all cases, the coupling of the D-isomer to the aromatic moiety was used. The difference between EG16 and EG17 was further studied in the next round to establish rules for inhibitor design. FIG. 49c shows the result of the third round of selection. A comparison in the third round of EG20 vs. EG21 (dFP vs. Pdf) (FIG. 49c) shows the results obtained by comparing EG16 and EG17 in the second round, and EG24 and EG35. Together with the results obtained in the comparison (in the fourth round-Fig. 1d), suggest a general formula for the design of dipeptide inhibitors as described in (Aromatic D or L)-(β-destroying agents) To do. These selection steps further provided a general formula for tripeptide inhibitors as described in (Aromatic D or L)-(Aromatic D or L)-(β-Disruptor).

第四ラウンドはまた、四つの推定される代謝的に安定なジペプチドEG28,EG29,EG30,EG31の阻害能力を証明した。再び、阻害配列のための芳香族アミノ酸およびベータ破壊剤の有用性が強調される。   The fourth round also demonstrated the ability to inhibit the four putative metabolically stable dipeptides EG28, EG29, EG30, EG31. Again, the usefulness of aromatic amino acids and beta-breaking agents for inhibitory sequences is emphasized.

(実施例47)
D−Trp−Aibによるβ−アミロイドポリペプチド原繊維形成の阻害
ペプチド合成−上の実施例46参照。組換えβ−アミロイド(Aβ1−40,>98%純度)を、rPeptide(Athens GA、米国)から購入した。
(Example 47)
Inhibition of β-amyloid polypeptide fibril formation by D-Trp-Aib Peptide synthesis—See Example 46 above. Recombinant β-amyloid (Aβ1-40,> 98% purity) was purchased from rPeptide (Athens GA, USA).

チオフラビンT蛍光アッセイ−Aβ1−40の原繊維化をチオフラビンT色素結合アッセイによってモニターした。Aβ1−40ストック溶液を、阻害剤ありまたはなしの100mM NaCl,10mMリン酸ナトリウム緩衝液(pH7.4)において5μMの最終濃度に希釈した。各測定ごとに、Thtを0.1mlサンプルに添加し、0.3μMのThTおよび0.4μMのポリペプチドの最終濃度にした。測定を、Jobin Yvon FluroMax−3(励起450nm,2.5nmスリット;発光480nm,5nmスリット、積分時間1秒)を使用して行なった。バックグラウンド放射線を全てのサンプルから差し引いた。   Thioflavin T fluorescence assay—Aβ1-40 fibrillation was monitored by a thioflavin T dye binding assay. Aβ1-40 stock solution was diluted to a final concentration of 5 μM in 100 mM NaCl, 10 mM sodium phosphate buffer (pH 7.4) with or without inhibitors. For each measurement, Tht was added to a 0.1 ml sample to a final concentration of 0.3 μM ThT and 0.4 μM polypeptide. Measurements were performed using Jobin Yvon FluoroMax-3 (excitation 450 nm, 2.5 nm slit; emission 480 nm, 5 nm slit, integration time 1 second). Background radiation was subtracted from all samples.

透過電子顕微鏡観察−10μLサンプルを400メッシュの銅グリッド(SPI supplies,West Chester PA)に置き、カーボン安定化ホルムバールフィルムによって覆った。1分後、過剰な液体を除き、その後、グリッドを2%酢酸ウラニル水溶液でさらに2分間ネガティブ染色した。サンプルを80kVで稼動するJOEL 1200EX電子顕微鏡で調べた。   Transmission Electron Microscopy—A 10 μL sample was placed on a 400 mesh copper grid (SPI supplies, West Chester PA) and covered with a carbon stabilized formvar film. After 1 minute, excess liquid was removed and the grid was then negatively stained with 2% aqueous uranyl acetate for an additional 2 minutes. Samples were examined with a JOEL 1200EX electron microscope operating at 80 kV.

結果
阻害の蛍光測定−D−Trp−AibがIAPP以外の分子によってアミロイド形成を阻害できるかどうかを試験するために、アルツハイマーのβ−アミロイド1−40(Aβ)をモデル系として作用した。図50に示すように、阻害剤の不存在下では、Aβは約100時間の原繊維化における遅延段階を示し、その後蛍光レベルにおける急速な増加を示した。10μMのEG30の存在下では、遅延時間は有意に増加され、プラトーに達したときの蛍光全体は阻害剤なしで観察されるより有意に低かった。
Results Fluorescence measurement of inhibition—To test whether D-Trp-Aib can inhibit amyloid formation by molecules other than IAPP, Alzheimer's β-amyloid 1-40 (Aβ) served as a model system. As shown in FIG. 50, in the absence of inhibitor, Aβ showed a delayed phase in fibrillation of about 100 hours, followed by a rapid increase in fluorescence levels. In the presence of 10 μM EG30, the lag time was significantly increased and the overall fluorescence when plateau was reached was significantly lower than that observed without inhibitor.

これはさらに、芳香族阻害剤が一般的なアミロイド阻害剤および会合の共通のメカニズムとして作用しうることを示唆する[Gazit(2002),FASEB J.16,77〜83]。   This further suggests that aromatic inhibitors may act as a common mechanism for common amyloid inhibitors and associations [Gazit (2002), FASEB J. et al. 16, 77-83].

超微細構造分析−阻害のメカニズムの情報を得るために、その末端(termination)アッセイ時の蛍光アッセイからとった試料を電子顕微鏡によって調べた(図51a〜c)。阻害剤を含まないAβのサンプルには明確で良く規定されたアミロイド繊維が存在していた(図51a)。対照的に、EG30の存在下では、Aβはほとんど無定形凝集体(図51b)としてまたは分断された原繊維(図51c)として検出された。これは、阻害剤の存在下で形成されたそれらの原繊維であっても短く、おそらく機能不全であったことを示唆している。   Ultrastructural analysis—To obtain information on the mechanism of inhibition, samples taken from the fluorescence assay during its termination assay were examined by electron microscopy (FIGS. 51a-c). Clear and well-defined amyloid fibrils were present in the Aβ sample without inhibitor (FIG. 51a). In contrast, in the presence of EG30, Aβ was detected as almost amorphous aggregates (FIG. 51b) or as split fibrils (FIG. 51c). This suggests that even those fibrils formed in the presence of inhibitors were short and probably dysfunctional.

従って、D−Trp−Aib化合物は、極めて小さい分子において薬学的特性の独自の組み合わせを提供する:   Thus, D-Trp-Aib compounds provide a unique combination of pharmaceutical properties in a very small molecule:

1.へテロ芳香族相互作用:増殖するアミロイド原繊維(Gazit,2002)の芳香族認識界面とトリプトファンインドールの間の相互作用は、増殖する鎖のさらなるホモ分子自己会合を直接的かつ正確にブロックする特定の配向された結合を可能にする。   1. Heteroaromatic interaction: The interaction between the aromatic recognition interface of the growing amyloid fibril (Gazit, 2002) and tryptophan indole is a direct and accurate block that blocks further homomolecular self-association of the growing chain Allows for oriented bonding.

2.Aib立体配座制限:β−アミノイソブチル酸(Aib)、即ち例外的に幾何学的な制約を有するアミノ酸の結合は、極めて強いβ−シート破壊効果を誘導し、アミロイド原繊維の増殖を停止させる鍵となる手段である。このβ−破壊策略は、分子のサイズ及び複雑性に関して従来技術(プロリン導入)と比較すると明らかな利点を示す。   2. Aib conformational restriction: β-aminoisobutyric acid (Aib), an amino acid binding with exceptional geometric constraints, induces a very strong β-sheet breaking effect and stops amyloid fibril growth It is a key means. This β-breaking strategy shows clear advantages compared to the prior art (proline introduction) in terms of molecular size and complexity.

3.安定なD−異性体立体配座:阻害剤はD−アミノ酸および非キラルのAib部分から作られる。これは、開裂できないペプチド結合の形成を生じ、従っておそらく高い生理学的安定性を生じる。   3. Stable D-isomer conformation: Inhibitors are made from D-amino acids and achiral Aib moieties. This results in the formation of peptide bonds that cannot be cleaved, thus possibly resulting in high physiological stability.

4.ペプチド結合スタッキング:その小さなサイズにかかわらず、典型的なペプチド結合(異性体的に安定なものであるが)は分子内に保持される。かかるペプチド結合の独自の平面の特性は、β−鎖相互作用と一致した正確な幾何学形態を有するそれらの部分的に平面の共鳴構造のため、増殖するアミロイド鎖上の分子の特定の幾何学的に制約されたスタッキングを可能にする。   4). Peptide bond stacking: Regardless of its small size, typical peptide bonds (although they are isomerically stable) are retained in the molecule. The unique planar nature of such peptide bonds is due to their partially planar resonant structure with an exact geometric configuration consistent with β-chain interactions, due to the specific geometry of the molecules on the growing amyloid chain Allows limited stacking.

5.静電反発:電荷を有する末端の存在は、さらなる結合モノマーの静電反発を生じる。このような反発は、他のペプチド阻害剤において電荷を有するアスパラギン酸を導入することによって達成される[Soto他(2003),J.Biol.Chem 278:13905]。これは、タンパク質分解を減少するためにこれらのペプチドの末端をブロックする必要性があるからである。D−Trp−Aibの非天然の安定な異性体形態は、有意に小さな分子を生じる最小のフレームワーク内で電荷を有する末端の保持を可能にする。   5). Electrostatic repulsion: The presence of a charged end results in an electrostatic repulsion of additional bound monomers. Such repulsion is achieved by introducing charged aspartic acid in other peptide inhibitors [Soto et al. (2003), J. Biol. Biol. Chem 278: 13905]. This is because it is necessary to block the ends of these peptides to reduce proteolysis. The non-natural stable isomeric form of D-Trp-Aib allows the retention of charged ends within a minimal framework that yields significantly smaller molecules.

6.嵩高い疎水性部分:トリプトファンインドール基は、極めて小さい分子系において独自の嵩高さおよび疎水性の性質を提供する。トリプトファン部分は最も高い膜分配係数を持つことが十分に確立されている。この特性は経口バイオアベイラビリティおよび血液脳関門(BBB)移行のための鍵となる利点を持つはずであると考えられる。   6). Bulky hydrophobic moieties: Tryptophan indole groups provide unique bulky and hydrophobic properties in very small molecular systems. It is well established that the tryptophan moiety has the highest membrane partition coefficient. This property would have key advantages for oral bioavailability and blood brain barrier (BBB) transition.

7.酸化防止活性:インドール基は、フリーラジカルの除去によって酸化防止剤として作用することも知られている。実際、ADを処置するための薬剤候補の幾つかは、この特性に基いている(例えば、MindSetのインドール−3−プロピオン酸)。しかしながら、このような分子はAD関連酸化ストレスから神経細胞の保護に有効であるが、それらはD−Trp−Aib分子フレームの独自の原繊維化阻害特性を欠く。   7). Antioxidant activity: Indole groups are also known to act as antioxidants by the removal of free radicals. Indeed, some drug candidates for treating AD are based on this property (eg, MindSet's indole-3-propionic acid). However, although such molecules are effective in protecting neurons from AD-related oxidative stress, they lack the unique fibrillation inhibitory properties of the D-Trp-Aib molecular frame.

8.小さなサイズ:D−Trp−Aibは顕著に小さい活性分子である。前のパラグラフ(1〜7)に記載された独自の特性の全ては、300Da未満の分子内で維持される。この開裂できない分子の小さなサイズは、低い免疫原性を維持しながら、経口バイオアベイラビリティ、長い半減期、およびBBBの移行を示唆する。   8). Small size: D-Trp-Aib is a significantly smaller active molecule. All of the unique properties described in the previous paragraphs (1-7) are maintained in molecules below 300 Da. The small size of this non-cleavable molecule suggests oral bioavailability, long half-life, and BBB migration while maintaining low immunogenicity.

明確化のために別個の実施態様で記載された本発明の特定の特徴は、単一の実施態様で組み合わせて与えられてもよいことが認識される。逆に、簡単のために単一の実施態様で記載された本発明の様々な特徴は、別個に、またはいかなる好適な組み合わせで与えられてもよい。   It will be appreciated that certain features of the invention described in separate embodiments for clarity may be provided in combination in a single embodiment. Conversely, various features of the invention described in a single embodiment for simplicity may be provided separately or in any suitable combination.

本発明をその特定態様に関して説明したが、多くの代替、変更および変形態様が当業者にとって明白であることは明らかである。したがって、特許請求の範囲の精神およびその広い範囲に包含されるそれらの代替、変更および変形態様は、全て本発明に包含されるものとする。本明細書で言及した刊行物、特許および特許出願は全て、各個々の刊行物、特許、または特許出願が具体的かつ個別的に参照によりここに組み入れられて示されるのと同程度に全体をこの明細書中に参照により組み入れられる。さらに、本願で行う参考文献の引用および記載は、当該参考文献を本発明に対する先行技術として利用できるとの自認ではないと解釈されるものとする。   Although the invention has been described with respect to specific embodiments thereof, it will be apparent that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art. Accordingly, the spirit of the appended claims and their alternatives, modifications and variations that fall within the broad scope thereof are intended to be embraced therein. All publications, patents, and patent applications mentioned in this specification are to the full extent that each individual publication, patent, or patent application is specifically and individually incorporated herein by reference. This specification is incorporated by reference. Furthermore, the citation and description of any reference made in this application shall not be construed as an admission that the reference is available as prior art to the present invention.

多数のアミロイドタンパク質に由来するペプチド群の、KyteおよびDolittleの尺度を使用して推定されるような、自己会合能とその疎水性とを示す模式図である。It is a schematic diagram showing the self-association ability and its hydrophobicity of a group of peptides derived from a large number of amyloid proteins, as estimated using the Kyte and Dolittle scales. 阻害性芳香族試薬のRo47−1816/001(図2a)、チオフラビンT(図2b)およびCR色素(図2c)とのアミロイド結合を模式的に示す。FIG. 2 schematically shows amyloid binding with inhibitory aromatic reagents Ro47-1816 / 001 (FIG. 2a), thioflavin T (FIG. 2b) and CR dye (FIG. 2c). ヒトIAPPおよび齧歯類IAPPと本発明の合成ペプチドとの間での一次配列比較の模式図である。1 is a schematic diagram of primary sequence comparison between human IAPP and rodent IAPP and a synthetic peptide of the present invention. FIG. 原繊維形成の間の時間を関数とする405nmでの光の吸光度、従って、IAPP由来ペプチドの凝集速度論を反映する吸光度を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the absorbance of light at 405 nm as a function of time during fibril formation, and thus the absorbance reflecting the aggregation kinetics of IAPP-derived peptides. 光散乱によって測定されたときの会合したIAPPペプチドおよび誘導体の平均粒子サイズを示すヒストグラムである。2 is a histogram showing the average particle size of associated IAPP peptides and derivatives as measured by light scattering. 事前に会合させたIAPPペプチドへのコンゴーレッドの結合を示す顕微鏡写真である。FIG. 5 is a photomicrograph showing the binding of Congo red to pre-associated IAPP peptide. 「寝かせた」IAPPペプチドおよび誘導体の電子顕微鏡写真である。2 is an electron micrograph of “laying” IAPP peptides and derivatives. 野生型hIAPPと、細菌のコドン使用頻度に従って改変された対応する配列との核酸配列アラインメントである。Nucleic acid sequence alignment of wild type hIAPP and corresponding sequences modified according to bacterial codon usage. 48kDaのMBP−IAPPタンパク質の細胞質発現のために使用されるpMALc2x−NNベクターの模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram of the pMALc2x-NN vector used for cytoplasmic expression of the 48 kDa MBP-IAPP protein. MBPおよびMBP−IAPP融合タンパク質の細菌発現および精製を示すタンパク質ゲルGelCode Blue染色である。Protein gel GelCode Blue staining showing bacterial expression and purification of MBP and MBP-IAPP fusion proteins. hIAPPにおける推定されるアミロイド形成配列を示すドットブロット画像(図10a)およびそのデンシトメトリー定量(図10b)である。FIG. 10 is a dot blot image (FIG. 10a) showing the putative amyloidogenic sequence in hIAPP and its densitometric quantification (FIG. 10b). 原繊維形成の間の時間を関数とする405nmでの光の吸光度、従って、IAPP由来ペプチド(配列番号14〜19)の凝集速度論を反映する吸光度を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the absorbance of light at 405 nm as a function of time during fibril formation, and thus the absorbance reflecting the aggregation kinetics of IAPP-derived peptides (SEQ ID NOs: 14-19). 事前に会合させたIAPPペプチドへのコンゴーレッドの結合を示す顕微鏡写真である。FIG. 5 is a photomicrograph showing the binding of Congo red to pre-associated IAPP peptide. 「寝かせた」IAPPペプチドの電子顕微鏡写真である。2 is an electron micrograph of a “laid” IAPP peptide. フーリエ変換赤外分光法によって測定されたときの不溶性IAPP凝集物における二次構造を示すグラフである。It is a graph which shows the secondary structure in an insoluble IAPP aggregate as measured by a Fourier transform infrared spectroscopy. メジンの以前に報告されたアミロイド形成ペプチドフラグメントの化学構造である[Haggqvist(1999)、Proc.Natl.Acad.Sci.USA、96:8669〜8674]。The chemical structure of a previously reported amyloidogenic peptide fragment of medins [Haggqvist (1999), Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 96: 8669-8684]. 原繊維形成の間の時間を関数とする405nmでの光の吸光度、従って、メジン由来ペプチドの凝集速度論を反映する吸光度を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the absorbance of light at 405 nm as a function of time during fibril formation, and thus the absorbance reflecting the aggregation kinetics of medin-derived peptides. 「寝かせた」メジン由来ペプチドの電子顕微鏡写真である。2 is an electron micrograph of a “laying” medin-derived peptide. 事前に会合させたメジン由来ペプチドへのコンゴーレッドの結合を示す顕微鏡写真である。It is a microscope picture which shows the coupling | bonding of the Congo red to the medin origin peptide which was made to associate previously. メジンのヘキサペプチドのアミロイド形成フラグメントのアミロイド形成特性に対するアラニン変異の影響を示す。Figure 3 shows the effect of alanine mutations on the amyloidogenic properties of the amyloidogenic fragment of the hexapeptide of medin. ヒトカルシトニンのアミノ酸配列(図20a)およびヒトカルシトニンのアミロイド形成ペプチドフラグメントの化学構造(図20b)である。Amino acid sequence of human calcitonin (FIG. 20a) and chemical structure of an amyloidogenic peptide fragment of human calcitonin (FIG. 20b). 「寝かせた」カルシトニン由来ペプチドの電子顕微鏡写真である。2 is an electron micrograph of a “laying” calcitonin-derived peptide. 事前に会合させたカルシトニン由来ペプチドへのコンゴーレッドの結合を示す顕微鏡写真である。It is a microscope picture which shows the coupling | bonding of Congo red to the calcitonin origin peptide made to associate beforehand. フーリエ変換赤外分光法によって測定されたときの不溶性カルシトニン凝集物における二次構造を示すグラフである。It is a graph which shows the secondary structure in an insoluble calcitonin aggregate as measured by a Fourier transform infrared spectroscopy. カルシトニンのペンタペプチドのアミロイド形成フラグメントのアミロイド形成特性に対するアラニン変異の影響を示す。Figure 2 shows the effect of alanine mutations on amyloidogenic properties of amyloidogenic fragments of calcitonin pentapeptide. 「寝かせた」ラクトトランスフェリン由来ペプチドの自己会合を示す電子顕微鏡写真である。2 is an electron micrograph showing self-association of “laying” lactotransferrin-derived peptide. 「寝かせた」血清アミロイドAタンパク質由来ペプチドの自己会合を示す電子顕微鏡写真である。2 is an electron micrograph showing self-association of a “laying” serum amyloid A protein-derived peptide. 「寝かせた」BriL由来ペプチドの自己会合を示す電子顕微鏡写真である。2 is an electron micrograph showing self-association of a “laying” BriL-derived peptide. 「寝かせた」ゲルゾリン由来ペプチドの自己会合を示す電子顕微鏡写真である。2 is an electron micrograph showing self-association of a “laying” gelsolin-derived peptide. 「寝かせた」血清アミロイドP由来ペプチドの自己会合を示す電子顕微鏡写真である。2 is an electron micrograph showing self-association of a “laying” serum amyloid P-derived peptide. 「寝かせた」免疫グロブリン軽鎖由来ペプチドの自己会合を示す電子顕微鏡写真である。2 is an electron micrograph showing self-association of a “laying” immunoglobulin light chain-derived peptide. 「寝かせた」シスタチンC由来ペプチドの自己会合を示す電子顕微鏡写真である。2 is an electron micrograph showing self-association of a “laying” cystatin C-derived peptide. 「寝かせた」トランスチレチン由来ペプチドの自己会合を示す電子顕微鏡写真である。2 is an electron micrograph showing self-association of a “laying” transthyretin-derived peptide. 「寝かせた」リゾチーム由来ペプチドの自己会合を示す電子顕微鏡写真である。FIG. 2 is an electron micrograph showing self-association of a “laying” lysozyme-derived peptide. FIG. 「寝かせた」フィブリノーゲン由来ペプチドの自己会合を示す電子顕微鏡写真である。2 is an electron micrograph showing self-association of a “laying” fibrinogen-derived peptide. 「寝かせた」インスリン由来ペプチドの自己会合を示す電子顕微鏡写真である。2 is an electron micrograph showing self-association of a “laying” insulin-derived peptide. 「寝かせた」プロラクチン由来ペプチドの自己会合を示す電子顕微鏡写真である。2 is an electron micrograph showing self-association of a “laying” prolactin-derived peptide. 「寝かせた」β2ミクログロブリン由来ペプチドの自己会合を示す電子顕微鏡写真である。2 is an electron micrograph showing self-association of a “laying” β2 microglobulin derived peptide. IAPPの自己会合に対する阻害ペプチドの作用を示すグラフである。It is a graph which shows the effect | action of the inhibitory peptide with respect to the self-association of IAPP. 原繊維形成の間の時間を関数とする405nmでの光の吸光度、従って、IAPP由来ペプチド(配列番号46〜49)の凝集速度論を反映する吸光度を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the absorbance of light at 405 nm as a function of time during fibril formation, and thus the absorbance reflecting the aggregation kinetics of the IAPP-derived peptide (SEQ ID NOs: 46-49). 7日間寝かせた後のIAPPアナログの濁度を示すヒストグラム図を示す。FIG. 2 shows a histogram showing the turbidity of an IAPP analog after aging for 7 days. 「寝かせた」IAPPアナログの電子顕微鏡写真である。It is the electron micrograph of the "laying down" IAPP analog. 最小のアミロイド形成配列SNNXGAILSS(X=システイン以外の任意の天然アミノ酸)のアナログに対するIAPP−NFGAILSSの結合を示す。FIG. 5 shows binding of IAPP-NFGAILSS to an analog of the minimal amyloidogenic sequence SNNXGAILSS (X = any natural amino acid except cysteine). 図43aは、すべての残基について(黄色は十分に可能な、オレンジ色は部分的に可能な)、L−プロリンについて(青色)、およびアキラルなAib残基について(マゼンタ)の可能な立体配置を示すラマチャンドランプロットである。図43b−cは、長い野生型IAPPペプチドの化学構造(ANFLVH、配列番号124、図43b)およびそのAib改変された構造のペプチド(Aib−NF−Aib−VH、配列番号125、図43c)を示す模式図である。FIG. 43a shows possible configurations for all residues (yellow is fully possible, orange is partially possible), for L-proline (blue), and for the achiral Aib residue (magenta). Is a Ramachandran plot showing Figures 43b-c show the chemical structure of the long wild-type IAPP peptide (ANFLVH, SEQ ID NO: 124, Figure 43b) and its Aib modified structure peptide (Aib-NF-Aib-VH, SEQ ID NO: 125, Figure 43c). It is a schematic diagram shown. 「寝かせた」IAPPアナログの電子顕微鏡写真である。It is the electron micrograph of the "laying down" IAPP analog. 事前に会合された野生型およびAib改変されたIAPPペプチドに結合するコンゴーレッドを示す顕微鏡写真である。FIG. 6 is a photomicrograph showing Congo red binding to pre-associated wild type and Aib modified IAPP peptides. フーリエ変換赤外線分光分析(FI−IR)によって決定された通りの不溶性野生型およびAib改変されたhIAPP凝集物の二次構造を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the secondary structure of insoluble wild type and Aib modified hIAPP aggregates as determined by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FI-IR). アミロイド原繊維形成に対するAib改変ペプチドの阻害効果を示すグラフである。It is a graph which shows the inhibitory effect of the Aib modification peptide with respect to amyloid fibril formation. IAPP−自己会合に対する短い芳香族配列(配列番号112−123)の阻害効果を示すヒストグラムである。Figure 2 is a histogram showing the inhibitory effect of a short aromatic sequence (SEQ ID NOs: 112-123) on IAPP-self-association. 図49aは、IAPP原繊維化阻害剤の選択の第一ラウンドの結果を示す。図49bは、IAPP原繊維化阻害剤の選択の第二ラウンドの結果を示す。図49cは、IAPP原繊維化阻害剤の選択の第三ラウンドの結果を示す。FIG. 49a shows the results of the first round of selection of IAPP fibrillation inhibitor. FIG. 49b shows the results of the second round of selection of IAPP fibrillation inhibitor. FIG. 49c shows the results of the third round of selection of IAPP fibrillation inhibitor. IAPP原繊維化阻害剤の選択の第四ラウンドの結果を示す。4 shows the results of the fourth round of selection of IAPP fibrillation inhibitors. D−Trp−AibによるAβ(1−40)原繊維形成の阻害を示すグラフである。It is a graph which shows inhibition of A (beta) (1-40) fibril formation by D-Trp-Aib. TEMによって可視化されるようにAβの原繊維化に対するD−Trp−Aibの阻害効果を表わす顕微鏡写真である。It is a microscope picture showing the inhibitory effect of D-Trp-Aib with respect to fibrillization of A (beta) so that it may be visualized by TEM.

配列番号1〜6,8〜49,61〜89、及び91〜150は合成ペプチドの配列である。
配列番号7はコンセンサス配列である。
配列番号50〜57、及び59〜60は一本鎖DNAオリゴヌクレオチドの配列である。
配列番号58は細菌中での発現のための改変されたIAPP cDNAの配列である。
配列番号90はペプチドアレーコンセンサス配列である。
SEQ ID NOs: 1-6, 8-49, 61-89, and 91-150 are synthetic peptide sequences.
SEQ ID NO: 7 is a consensus sequence.
SEQ ID NOs: 50-57 and 59-60 are the sequences of single-stranded DNA oligonucleotides.
SEQ ID NO: 58 is the sequence of a modified IAPP cDNA for expression in bacteria.
SEQ ID NO: 90 is a peptide array consensus sequence.

Claims (3)

配列番号143〜148からなる群から選択されるペプチドを有効成分として含み、かつ薬学的に受容可能なキャリアまたは希釈剤を含むアミロイド関連疾患を処置または予防するための薬学的組成物。 A pharmaceutical composition for treating or preventing an amyloid-related disease comprising a peptide selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 143 to 148 as an active ingredient and comprising a pharmaceutically acceptable carrier or diluent . ペプチドは直鎖状または環状ペプチドである請求項1に記載の薬学的組成物。  The pharmaceutical composition according to claim 1, wherein the peptide is a linear or cyclic peptide. ペプチドは配列番号145に述べられたものである請求項1に記載の薬学的組成物。  The pharmaceutical composition of claim 1, wherein the peptide is as set forth in SEQ ID NO: 145.
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